Modelo de estructura de alambre

Visualización de un cubo de marco de alambre, icosahedron y esfera aproximada

Imagen de un objeto de marco de alambre, utilizando la eliminación de líneas ocultas

Perspectiva mostrada en una representación de un proyecto arquitectónico

renderizado Wireframe de un complejo modelo 3D que representa una bata de baño

Un modelo de estructura metálica, también modelo de estructura metálica, es una representación visual de un objeto físico tridimensional (3D) utilizado en gráficos 3D por computadora. Se crea especificando cada borde del objeto físico donde se encuentran dos superficies lisas matemáticamente continuas, o conectando los vértices constituyentes de un objeto mediante líneas (rectas) o curvas. El objeto se proyecta en el espacio de la pantalla y se representa dibujando líneas en la ubicación de cada borde. El término "estructura de alambre" proviene de diseñadores que usan alambre de metal para representar la forma tridimensional de objetos sólidos. Los modelos informáticos de estructura de alambre en 3D permiten la construcción y manipulación de sólidos y superficies sólidas. El modelado de sólidos en 3D dibuja eficientemente representaciones de sólidos de mayor calidad que el dibujo lineal convencional.

El uso de un modelo de estructura alámbrica permite la visualización de la estructura de diseño subyacente de un modelo 3D. Las vistas bidimensionales tradicionales y los dibujos/representaciones se pueden crear mediante la rotación adecuada del objeto y la selección de la eliminación de líneas ocultas a través de planos de corte.

Dado que las representaciones de estructura alámbrica son relativamente simples y rápidas de calcular, a menudo se usan en casos en los que se necesita una velocidad de cuadro de pantalla relativamente alta (por ejemplo, cuando se trabaja con un modelo 3D particularmente complejo o en sistemas en tiempo real que modelan fenómenos exteriores). Cuando se desea un mayor detalle gráfico, las texturas de la superficie se pueden agregar automáticamente después de completar la representación inicial del marco de alambre. Esto permite a un diseñador revisar rápidamente sólidos o rotar objetos a diferentes vistas sin los largos retrasos asociados con una representación más realista, o incluso con el procesamiento de caras y sombreado plano simple.

El formato de estructura alámbrica también es muy adecuado y se usa ampliamente en la programación de trayectorias de herramientas para máquinas herramienta de control numérico directo (DNC).

Las ilustraciones similares a marcos de alambre dibujadas a mano se remontan al Renacimiento italiano. Los modelos de estructura alámbrica también se usaron ampliamente en los videojuegos para representar objetos 3D durante la década de 1980 y principios de la de 1990, cuando "adecuadamente" los objetos 3D llenos habrían sido demasiado complejos para calcular y dibujar con las computadoras de la época. Los modelos de estructura alámbrica también se utilizan como entrada para la fabricación asistida por computadora (CAM).

Hay tres tipos principales de modelos de diseño asistido por computadora (CAD) en 3D; wire frame es el más abstracto y menos realista. Los otros tipos son superficie y sólido. El método de modelado de estructura alámbrica consta únicamente de líneas y curvas que conectan los puntos o vértices y, por lo tanto, definen los bordes de un objeto.

Ejemplo simple de modelo alámbrico

Un objeto se especifica mediante dos tablas: (1) tabla de vértices y (2) tabla de bordes.

La tabla de vértices consta de valores de coordenadas tridimensionales para cada vértice con referencia al origen.

La tabla de aristas especifica los vértices inicial y final de cada arista.

Una interpretación ingenua podría crear una representación de estructura alámbrica simplemente dibujando líneas rectas entre las coordenadas de la pantalla de los vértices apropiados usando la lista de bordes.

A diferencia de las representaciones diseñadas para una representación más detallada, la información de la cara no se especifica (debe calcularse si es necesario para una representación sólida).

Se deben realizar los cálculos apropiados para transformar las coordenadas 3D de los vértices en coordenadas de pantalla 2D.