Archivos 3D más pequeños

egún Mathieu Desbrun, el sonido digital, las fotografías y el video ya son relativamente sencillos de comprimir, mientras que los archivos de objetos 3D son un reto mucho más difícil. No tenemos herramientas que puedan tratar de forma eficiente y fiable la geometría digital tridimensional.

Pero Desbrun va a presentar una solución al problema. Con la colaboración de dos colegas, ha creado una técnica llamada VSA ("Variational Shape Approximation"), que produce "mallas" simplificadas pero altamente precisas de formas 3D. Las nuevas mallas son varios órdenes de magnitud más pequeñas que las producidas por métodos existentes.

El avance llega en un buen momento, pues las formas tridimensionales son cada vez más utilizadas en la industria informática. Por ejemplo, los vendedores empiezan a colocar en sus páginas web representaciones de sus productos, en 3D, para que puedan ser contemplados desde diversos ángulos por los potenciales compradores. Esta interactividad no tiene rival si la comparamos con las simples imágenes. Los museos también han empezado a colocar muchas de las piezas que conservan y exponen en Internet, creando museos virtuales. Al mismo tiempo, los diseñadores de videojuegos y de personajes de dibujos animados utilizan frecuentemente imágenes 3D para decidir posteriormente qué orientación es la más apropiada. Tampoco podemos olvidar a los diseñadores industriales, acostumbrados a usar programas CAD para crear directamente objetos 3D en sus ordenadores. Para todas estas aplicaciones y más, disponer de un modo de comprimir los archivos facilitaría el intercambio y el procesamiento.

Desbrun explica que los actuales escáneres 3D producen mallas de triángulos conectados entre sí, en un número suficiente como para representar la forma del objeto. Muchas veces, estos datos son redundantes y cuesta mucho procesarlos.

El algoritmo propuesto por el grupo de Desbrun, en cambio, simplifica la malla, combinando tantos triángulos como sea posible en elementos más grandes, pero sin comprometer la forma real. Así, las regiones casi planas serán representadas de manera más eficiente por un elemento de malla grande y completamente plano.

Durante años, el problema ha sido encontrar la mezcla óptima de elementos grandes y pequeños. En 1998, los teóricos dijeron que no existía una solución general para todos los casos y que pudiera ser resuelta en un ordenador en un período de tiempo finito. Pero el método de Desbrun es capaz de segmentar automáticamente un objeto en un grupo de regiones conectadas y sin superposiciones, gracias a una técnica inventada en 1959 por Stuart Lloyd (Lloyd Clustering).

Básicamente, el algoritmo analiza la forma del objeto, y obtiene una serie de áreas "proxies" básicas a partir de las cuales se puede crear una malla previa de polígonos planos que proporcionan una aproximación compacta sobre la forma, y que después pueden ser refinados. Así, un usuario puede seleccionar un área particular de una representación en 3D para hacerla más o menos detallada. Por ejemplo, si nos aproximamos a una cara humana con pocas áreas "proxies", los ojos pueden no resultar aparentes. En este caso, un usuario puede ajustar la técnica para mejorar la región ocular, mientras que las demás áreas continúan siendo poco precisas. El resultado es que la representación 3D es fiable y al mismo tiempo, ocupa menos que con otros métodos de compresión.

Información adicional en: University of Southern California