sPatch

Copyright 1996-1997 by Mike Clifton

Índice de materias

1. Introducción
2. Requisitos de sistema
3. Ventana Principal
4. "Reglas" de Modelados"
5. La Barra de Herramientas
6. La Barra de herramientas de Vista
7. Herramientas de Manipulación de puntos
8. Herramientas de Modelado
9. Modificadores de Spline
10. Menúes de sPatch
11. Atajos de teclado

1. Introducción

 sPatch es una herramienta de modelado basado en curvas splines para Windows95 y NT. Te permite construir las formas orgánicas complejas que usan curvas spline. Ya que estos modelos no son construidos desde polígonos, el mismo modelo es igualmente apropiado para su uso tanto en browsers VRML como en renderizadores de alta calidad, tal como POV-Ray.

 Aunque crea un renderizado previo, sPatch es puramente una herramienta de modelar. Los aspectos de animación y render pueden agregarse en el futuro, pero por ahora su propósito principal es crear modelos para otros renderers

2. Requisitos de Sistema

Para ejecutar sPatch, necesitas:

Windows95 o NT (probado sobre NT 4.0, pero debería trabajar bajo 3.51)

4MB RAM

Color de 16 - bit (o superior) 

3. La Ventana Principal

Más abajo hay una captura de pantalla de la ventana principal de sPatch. Hay cinco aspectos principales que se describirán luego: la barra de menús, la barra de herramientas, la barra de vista, la barra de estado, y la región de trabajo.

La barra de herramientas contiene las herramientas usualmente más utilizadas en sPatch, y una breve descripción de la herramienta actualmente seleccionada se muestra en la barra de estado al pie de la ventana. Los menús de sPatch contienen opciones menos comunes. La barra de herramientas de vista (bajo la barra de herramientas) controla como se muestra la región de trabajo.

Las nuevas vistas de trabajo pueden abrirse usando el comando "Split" en el menú "View".

4. "Reglas" de Modelado

El Modelado de un objeto en sPatch es realizado por un constructor de patches 3D que representan superficies curvas. Estos patches se construyen dibujando sus líneas externas como unas "tela de araña" de curvas. Cómo se construyen estas "telas" se describe en las Herramientas de Maniplación de Puntos. Esta sección describe como la "tela" se convierte en patches.

Cuando creas 3 o 4 puntos que se conectan en un bucle, el bucle define el resumen de un patch, con una excepción. Si todos los puntos yacen sobre la misma curva, no se crea ningún patch.

Por ejemplo, echa una mirada a la Fig. 1. Sobre la izquierda ves 2 círculos. El de la izquierda es un bucle de 4 puntos, pero ya que los 4 puntos se conectan con la misma curva, ningún patch se crea. Esto se comprueba en el render previo de la derecha. De otro lado, el círculo a la derecha, a causa de la conexión extra entre los puntos superiores e inferiores, tiene 2 bucles de 3 puntos cada uno. Ya que cada bucle usa 2 curvas para conectar los 3 puntos, generan un patch como el que aparece en el render previo.

Fig. 1

Date cuenta que, en el círculo a la derecha, múltiples curvas pueden pasar a través de un punto único. Ambos, el círculo y la línea diagonal, pasan a través de los mismos puntos. La única manera en que pueden crearse bucles es cuando múltiples curvas pasan a través de un punto.

Eso es todo! No importa lo complejo que sea el modelo, todo se convierte en bucles de 3 o 4 puntos. Échale un ojo a estos bucles en los archivos de ejemplo y mientras construyes tus propios modelos.

Si quieres otro ejemplo, echa un vistazo a la Fig. 2. En esta espiral en el sentido del reloj, vemos 4 bucles. El primer bucle, sin embargo, tiene 5 puntos en su interior, por tanto no define un patch (observa el render previo a la derecha). Los dos bucles siguientes tienen 4 puntos cada uno (ambos son patches válidos), y el bucle al inicio de la espiral tiene 3 puntos (también válido).

Fig. 2

Por supuesto, nosotros queremos formas 3D interesantes, no simplemente bucles 2D. La Fig. 3 muestra una versión ligeramente modificada de la Fig. 2. Unos cuantos patches más se han agregado, pero ellos son todos fáciles de encontrar (busca bucles de 3 o 4 puntos). Date cuenta que los nuevos puntos (en verde) no están todos en el mismo plano como los puntos originales. Los patches pueden ser de cualquier forma, mientras estén hechos con 3 o 4 puntos.

Fig. 3

*** IMPORTANTE ***
Las herramientas más importantes para crear parches son la Herramienta de Añadir Punto y la Herramienta de Traslación (conjuntamente con la utilidad de soldado de puntos). Estas herramientas se describen en la sección de Herramientas de Manipulación de Puntos. Si no vas a leer nada más, por lo menos lee la descripción de estas dos herramientas.

5. La Barra de Herramientas

La barra de herramientas es movible y autoajustable, y puede ocultarse o mostrarse con el menú "View". La barra de herramientas consiste en cinco grupos (con un código de color) como se muestra más abajo:

Las categorías de herramientas son:
Herramientas de Punto (rosa)
Herramientas de Modelado (azul)
Modificadores de Spline (gis)
Herramientas de Vista (verde)
Las herramientas de vista se usan para manipular como un modelo es visto en la región de trabajo. Simplemente selecciona la herramienta que necesitas y arrástrala en la región de trabajo. Las herramientas te permiten hacer zoom en la vista (lupa), moverla (mano), o rotarla (flechas en círculo). Observa que estas herramientas no modifican realmente el modelo, simplemente modifican cómo lo ves.
Herramientas de Limitación
Los botones X, Y, y Z en la barra de herramientas permiten limitar cómo se mueven los puntos en un modelo. Cuando una de estas direcciones está sin limitación (botón de color), entonces los puntos pueden moverse libremente en esa dirección. Cuando un botón de limitación es gris, entonces los puntos no pueden moverse en esa dirección. Esto es aplicable a cualquier operación que mueve puntos (escalado y rotación incluido - usa las limitaciones para escalar irregularmente un objeto). Para ayudarte a mantenerte orientado, los botones de limitación X, Y, y Z están coloreados para equiparar los ejes X, Y, y Z mostrados en la región de trabajo.

6. La Barra de Herramientas de Vista

Una paleta de herramienta de vista está incluída en cada vista de trabajo en sPatch, y consiste en seis botones:

Los primeros cuatro botones controlan qué vista del modelo se muestra en la región de trabajo (frontal, lateral, planta, o vista libre). El quinto botón hará zoom en la vista para ajustar el modelo en la vista de trabajo. El último botón cambia entre el render previo y el modo de alambre. No es posible editar los puntos cuando el render previo esté activado (aunque si las vistas de trabajo múltiples están abiertas, puedes todavía editarlos en una vista diferente). sPatch soporta u OpenGL o un renderizador incorporado para dibujar vistas previas. Puedes escoger cuál usar en el cuadro de diálogo de Preferencias.

7. Herramientas de Manipulación de Puntos

Las herramientas de manipulación de puntos se usan seleccionando la que quieras, y arrastrando el ratón en una de las regiones de trabajo. Sin seguir ningún orden particular, las herramientas de manipulación de punto son::

Herramienta de Añadir Punto
Haz click y arrastra con la herramienta de añadir punto para añadir un segmento de curva. Si haces click lo suficientemente cerca de un punto existente, el segmento será añadido a este punto. De otro modo se iniciará una nueva curva (puedes añadir puntos o a uno de los finales de la curva o a cualquier otro punto intermedio.)

Herramienta de Traslación
Esta herramienta se usa para mover un punto existente o el grupo de puntos seleccionados. Manteniendo pulsada la tecla shift se limita el movimiento a la horizontal o a la vertical.
También puedes usar la herramienta de traslación para seleccionar puntos individuales. Mantén pulsada la tecla Control mientras haces click en la herramienta de traslación para seleccionar o deseleccionar un punto individual.
*** Esta herramienta también realiza soldados de puntos . *** Soldar puntos en sPatch es el proceso de unir dos puntos existentes. Puedes soldar los dos finales de una curva única en un bucle, o soldar dos puntos de curvas diferentes. Para soldar dos puntos, arrastra uno encima del otro con esta herramienta, y antes de liberar el ratón, haz click con el botón derecho de ratón. La soldadura es *muy* importante para crear patches válidos - consulta Reglas de modelado si no sabes qué hace falta para definir un patch.

Herramienta de Escalado
Solo funciona cuando se seleccionan varios puntos. Hace la selección más grande o menor.

Herramienta de Rotado
También trabaja únicamente con varios puntos seleccionados. Esta herramienta rota la selección. El eje de rotación depende de en qué vista se usa la herramienta. Pulsando la tecla shift se limitará la rotación a incrementos de 45 grados.

Herramienta para Añadir Ruido
Sólo se puede usar cuando se seleccionan varios puntos. Esta herramienta moverá los puntos alrededor semi - accidentalmente. Util para hacer que los objetos parezcan menos generados por computadora.

Herramienta de Grupo
La herramienta de Grupo permite seleccionar varios puntos para manipularlos juntos. Arrastra un cuadrado alrededor de los puntos que quieras seleccionar. Los puntos que ya están seleccionados serán deseleccionados. Otras herramientas de selección pueden encontrarse en el menú "Select".

Herramienta de Suavizado
Esta herramienta modifica la curvatura de una spline que pase a través del punto(s) seleccionado(s). Esta herramienta puede hacer que cuatro puntos en un bucle parezcan cualquier cosa entre un cuadrado y un círculo (o más allá).

8. Herramientas de Modelado

Las herramientas de modelado son los botones azules en la barra de herramientas. Aunque puedes construir cualquier cosa con las herramientas de manipulación de punto, las herramientas de modelado son útiles para operaciones comunes de modelado. Recuerda – siempre puedes retroceder y usar las herramientas de punto para modificar el resultado de una herramienta de modelado. Estas herramientas operan sobre la selección actual, y sólo necesitan que se haga click sobre ellas para activarlas.

Herramienta de torno
La herramienta de torno toma una 2D curva y genera un objeto 3D torneado como un jarrón. Dibuja una curva en la vista delantera y asegúrate de que al menos uno de sus puntos esté seleccionado. Haz click sobre la herramienta de torno y el objeto se genera. Las Fig. 4a e Fig. 4b muestran 2 curvas y los objetos de torno creados por ellos.

Fig. 4a y Fig. 4b

Una vez se crea el objeto de torno, es simplemente un conjunto de curvas como todo lo demás y puede editarse tanto como quieras. En la Fig. 4c, los dos objetos de torno se ubican en preparación para combinarlos en un nuevo objeto. Después de soldar un poco y mover unos cuantos puntos, conseguimos la Fig. 4d, una forma compleja que era fácil de juntar por comenzar con la herramienta de torno.

Fig. 4c y Fig. 4d

Herramienta de extrusión
Esta herramienta toma una curva, la duplica, y conecta cada uno de los puntos en la nueva curva al punto correspondiente en la curva vieja. La curva nueva extruída yace exactamente encima de la curva existente, por ello deberías usar inmediatamente la herramienta de traslación para tirar de la extrusión a donde la quieras colocar. Debe seleccionarse una única curva (todos sus puntos) antes de usar la herramienta de extrusión. La Fig. 5a muestra una curva (Observa que la herramienta de Pico se usó para hacer esquinas rectas) antes de extruir. La Fig. 5b muestra la curva después de la extrusión.

Fig. 5a

Fig. 5b

Recuerda la regla sobre los patches - bucles de 3 o 4 puntos. La Fig. 5b no está realmente completa. La herramienta extrusión sólo creó los bordes de la letra. La fig. 5c completa algunos detalles perdidos.

Fig. 5c

La herramienta de extrusión puede ser también usada inmediatamente otra vez sobre las curvas nuevamente extruidas. La Fig. 5d muestra el uso repetido de la herramienta de extrusión (con un poco de rotación incluída).

Fig. 5d

Herramienta de Clonar
Esta herramienta duplica la selección actual. Fíjate que después de la duplicación, los nuevos puntos yacen exactamente encima de los viejos. Simplemente usa la herramienta de traslación para moverlos a su nueva posición.

9. Modificadores de Splines

Los modificadores de spline son los botones grises en la barra de herramientas. Operan sobre la selección actual, y sólo necesitas hacer click en ellos para activarlos.

Herramienta de borrado de Borde
Haz click en esta herramienta para borrar un borde de una curva. (Para seleccionar un borde a borrar, primero seleccionar un único punto, entonces pulsa 'Tab' hasta que el borde deseado se seleccione.) Usa esta herramienta para romper un bucle sin borrar ningún punto real.

Herramienta de Pico
Cuando se hace click en esta herramienta, las curvas que pasen a través de los puntos seleccionados se convertirán en esquinas rectas. (Si un punto tiene múltiples curvas que pasan a través de él, puedes hacer un pico en una de ellas seleccionando el borde apropiado con la tecla 'Tab'.)

Herramienta de Redondeo
Este botón es lo contrario que la herramienta de pico. Se usa la misma manera, pero hace que las esquinas rectas vuelvan a ser redondeadas.

10. Menúes de sPatch

File menu (menú archivo)
New: Crea un modelo nuevo, vacío.
Open: Abre un archivo de modelo existente.
Save: Guarda el modelo actual.
Save As: Guarda el modelo actual bajo un nuevo nombre.
Export: Exporta el modelo a uno de los diversos formatos 3D. Observa que sólo las capas visibles se exportarán. Esto es útil si quieres dividir un modelo y exportar diferentes capas a archivos distintos.

Los modelos de sPatch, como están basados en splines, son apropiados tanto para aplicaciones en tiempo real como VRML, como para trazadores de calidad alta como POV. Las capturas de pantalla más abajo están realizadas desde archivos directamente exportados desde sPatch - por supuesto, algo de texturado extra aplicado después no hace daño.

VRML (Mostrado en Cosmo Player de SGI)

El mismo modelo renderizado con POV

Edit menu (menú de edición)
Undo: Deshace la operación previa sobre el modelo. (Hasta 16 niveles de deshacer soportados.)
Redo: Rehace la operación anteriormente deshecha.
Cut: Corta la selección actual al portapapeles.
Copy:. Copia la selección actual al portapapeles.
Paste: Pega los contenidos del portapapeles en el modelo actual.
Preferences: Permite al usuario personalizar sPatch.

Select menu (menú de selección)
All:. Selecciona todos los puntos en el modelo.
None: Deselecciona todos los puntos en el modelo.
Inverse:. Invierte la selección actual.
Connected:. Selecciona todos los puntos que se conectan a la selección actual
Spline:. Si un borde se selecciona, este comando selecciona todos los puntos sobre la misma curva en la que está el borde.
Hide Selection:. Oculta los puntos seleccionados – se usa para simplificar un modelo temporalmente mientras se edita.
Show All:. Muestra todos los puntos que se ocultaron anteriormente

Model menu (menú de modelo)
Insert:. Enumera todos los archivos en la carpeta "Clip Shapes" que se instaló con sPatch. Puedes agregar entradas adicionales a este menú colocando archivos de modelos sPatch en la carpeta "Clip Shapes".
Append Model:. Permite al usuario seleccionar otro archivo de modelo que se combinará con el modelo actual.
Flip X:. Voltea los puntos seleccionados a través del eje X.
Flip Y:. Voltea los puntos seleccionados a través del eje Y.
Flip Z:. Voltea los puntos seleccionados a través del eje Z.
Toggle Invisibility:. Cambia los puntos seleccionados a invisibles o visibles. Los puntos invisibles todavía serán una parte del modelo, pero no se usarán para construir patches.
Lathe Settings:. Establece el número de curvas que se usarán para construir un objeto de torno.

Layer menu (menú de capa)
sPatch soporta hasta 8 capas de edición. Estas capas son útiles para organizar una capa, porque cuando una capa está activa, las otras capas son todavía visibles, pero no pueden modificarse. También, las capas pueden ser ocultadas, mostradas, y exportadas individualmente.
Current Layer:. Escoge aquí la capa de trabajo actual. Las otras capas serán visibles pero no editables.
Show Layer:. Oculta o muestra capas individuales seleccionándolas desde este menú.

View menu (menú de vista)
Toolbar:. Oculta/muestra la barra de herramientas de sPatch.
Split:. Parte la región de trabajo de sPatch en cuatro vistas independientes.
Synchronize Views:. : Cuando un modelo se edita en una de vista, las otras vistas sólo se actualizan cuando el botón de ratón se libera. Cuando esta opción está seleccionada, las vistas múltiples se actualizarán simultáneamente.
Show Axes:. Oculta/muestra los ejes de coordenadas en la región de trabajo.
Grid:. Activa una rejilla a la que se limita el movimiento de los puntos.
Grid Settings:. Modifica la resolución de la rejilla.

Help menu (menú de ayuda)
About sPatch: Muestra información sobre el programa.
sPatch Help:. Muestra este documento.

11. Atajos de teclado

Muchas funciones de sPatch están disponibles con la simple pulsación de una tecla (y algunas están únicamente disponibles de esta forma). Estos comandos de tecla son: