La asignatura Modelado 3D es una asignatura optativa dentro del Grado en Ingeniería en Informática enmarcada en la línea 'Concepción y Desarrollo de Software'.



Para poder desarrollar esta asignatura conviene tener conocimientos básicos matemáticos adquiridos en asignaturas obligatorias del Grado como Álgebra, Cálculo y Análisis Matemático. Es aconsejable haber cursado la asignatura de la especialidad de Computación denominada 'Gráficos por Computador' pero no constituye un prerrequisito imprescindible. Es una asignatura de cuarto curso que tiene un carácter final.



Esta asignatura presenta herramientas matemáticas tales como curvas y superficies paramétricas muy útiles para modelado gráfico, en particular en el ámbito de diseño industrial y en general en diversas áreas de la ingeniería. Son ampliamente utilizadas para la interpolación de funciones, imágenes y datos en general en muchas áreas de la ingeniería. Por ejemplo, veremos cómo obtener un modelo Blender adecuado para la impresión y su posterior exportación en STL como sólido imprimible para impresoras 3D de resina.

* Conocer las materias y tecnologías básicas que capaciten para el desarrollo de nuevos métodos y tecnologías, así como las que les doten de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.



* Adquirir la capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, autonomía y creatividad así como la capacidad para saber comunicar y transmitir los conocimientos, habilidades y destrezas de la profesión.



* Adquirir conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planificación de tareas y otros trabajos análogos de informática.



* Adquirir la capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre álgebra, cálculo diferencial e integral, métodos numéricos, estadística y optimización.



* Adquirir la capacidad para comprender y dominar los conceptos básicos de matemática discreta, lógica, algorítmica y complejidad computacional y su aplicación para el tratamiento automático de la información por medio de sistemas computacionales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

1. Introducción. Conceptos generales.

1.1 Curvas paramétricas polinomiales.

1.2 Continuidad.

1.3 Interpolación y ajuste.



2. Curvas de Bézier.



3. Curvas B-spline.

3.1 Interpolación por medio de curvas B-spline.



4. Curvas NURBS.



5. Superficies.

5.1 Superficies de Bézier.

5.2 Superficies B-spline.

5.3 Superficies NURBS.

El alumnado tendrá dos tipos de clases en las horas lectivas:

* Clases guiadas por el profesor: el o la alumna recibirá explicaciones teóricas en algunas de las cuales se utilizarán metodologías basadas en la colaboración activa entre los y las estudiantes y, por el contrario, otras de las sesiones serán fundamentalmente clases magistrales.

* Clases correspondientes a las prácticas que los y las alumnas realizarán en el laboratorio: en estas sesiones el profesor guiará al o a la alumna sobre la programación en un lenguaje general para cálculo gráfico y la utilización del paquete de modelado 3D para generar objetos gráficos. Estas clases además se utilizarán para que los y las alumnas adelanten el trabajo que deben desarrollar ellos mismos. Si este trabajo no se termina en las horas de laboratorio, deberán terminar el trabajo en horas fuera de clase.



** Metodologías activas:

En esta asignatura se fomentará la participación y motivación del alumnado a fin de promover de forma sistemática tanto las actividades individuales como grupales.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 30
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 70

La asignatura tiene dos modos de evaluación: la evaluación final (o de conjunto) y la evaluación continua. La evaluación continua se oferta exclusivamente al alumnado que pueda realizar el seguimiento continuo de la asignatura en el marco establecido de dedicación y asistencia a las actividades presenciales.



Debemos resaltar que la evaluación continua requiere de una implicación activa del alumno en la tarea del aprendizaje: asistencia a clase y laboratorios, realización de ejercicios y prácticas, etc. La evaluación continua es la modalidad preferente, de forma que los y las alumnas deberían cursar la asignatura en este modo de evaluación siempre que sea posible.



El alumnado que, cumpliendo las condiciones para continuar en el sistema de evaluación continua, decidiese optar por la evaluación global, deberá informar al profesorado responsable de la asignatura en los plazos y forma indicados a continuación: vía eGela, en un plazo de 12 semanas.



PARTE TEÓRICA

--------------

En la evaluación de la parte teórica de la asignatura (%30 de la nota final), podemos optar por:

* La evaluación continua: Se realizará una prueba escrita aproximadamente a la mitad del curso y otra al final del curso.

* La evaluación global: Una única prueba teórica global al final del curso.



En todo caso, la evaluación de la parte teórica, en cualquiera de las opciones, es obligatoria y debe obtenerse una nota mínima (3.5).





PARTE PRÁCTICA

--------------

Tanto en la evaluación continua como en la evaluación global se realizará la implementación de las siguientes prácticas obligatorias (%70 de la nota final) en las cuales debe obtenerse una nota mínima:

1. Primera Práctica (10%). Programar los ejemplos propuestos en las clases teóricas.

2. Segunda Practica (15%). Construir objetos sencillos y una escena de iluminación en Blender

3. Tercera Práctica (25%). Construir una escena final en Blender.

4. Cuarta Práctica (20%). Implementar un interpolador de curvas B-spline en Python y Jupyter.



NOTA: Se exigirá una nota mínima (3.5) en todas las siguientes partes obligatorias:



- Los exámenes teóricos (tanto en la evaluación continua como en la evaluación global) que corresponden a un 30% de la nota final



- La primera práctica que está asociada a la teoría y corresponde a un 10% de la nota final



- Las segunda y tercera práctica relacionadas con Blender y corresponden a un 40% de la nota final



- La cuarta práctica que está asociada a la parte parte práctica de la teoría y corresponde a un 20% de la nota final

En la convocatoria extraordinaria se seguirán los mismos criterios de evaluación que en la evaluación global de la convocatoria ordinaria. Es decir, una única prueba teórica global y la entrega de todas las prácticas.



Para renunciar a esta convocatoria, será suficiente con no presentarse a la misma.



NOTA: Se exigirá una nota mínima (3.5) en todas las siguientes partes obligatorias:



- El examen teórico global que corresponde a un 30% de la nota final



- La primera práctica que está asociada a la teoría y corresponde a un 10% de la nota final



- Las segunda y tercera práctica relacionadas con Blender y corresponden a un 40% de la nota final



- La cuarta práctica que está asociada a la parte parte práctica de la teoría y corresponde a un 20% de la nota final

El material disponible en el aula virtual (eGela) de la asignatura.

Bibliografía básica

1. Hearn D., Baker M. Computer Graphics. Prentice Hall. 1997.

2. Mortenson M. Geometric Modeling. Second Edition.Wiley Computer Publishing. 1997.

3. Mortenson M. Mathematics for Computer Graphics Applications. Second Edition. Industrial Press. 1999.

4. Piegl L., Tiller W. The NURBS Book. Second Edition. Springer-Verlag. 1997.

5. Rogers D., Adams J. Mathematical Elements for Computer Graphics. Second Edition. Mc Graw & Hill. 1990.

6. Watt A., Watt M. Advanced Animation and Rendering Techniques. Addison Wesley. 1992.

7. Baechler O., Greer X. Blender 3D By Example: A project-based guide to learning the latest Blender 3D, EEVEE rendering engine, and Grease Pencil. Packt Publishing Ltd. 2020

8. Somma V. Blender 3D Printing by Example: Learn to use Blender's modeling tools for 3D printing by creating 4 projects. Packt Publishing Ltd. 2017

Bibliografía de profundización

Matt Pharr, Wenzel Jakob, and Greg Humphreys. 2023. Physically Based Rendering: From Theory to Implementation (4th. ed.). MIT Press, http://www.pbr-book.org/

Direcciones web

Manual Blender
https://docs.blender.org/manual/es/latest/

BlenderNation
http://www.blendernation.com/

Blender Artists Community
http://www.blenderartists.org/forum/

G-Blender
http://www.g-blender.org/

Tutoriales Blender
http://www.blender-tutoriales.blogspot.com/