Si te metes en un proyecto de diseño, no tardarás en llegar a una etapa en que se realiza un modelo digital del producto, pieza a pieza. Y dado que los procesos de fabricación también se han vuelto digitales, la forma exacta que se le dé a cada superficie del modelo 3D será reproducida con total precisión por la máquina. El esfuerzo y la profesionalidad con que se modele cada superficie repercutirá, por tanto, en la calidad final de cada pieza.
El uso de superficies de continuidad permite a los diseñadores obtener formas mas armónicas y bellas. Muchos profesionales desean alcanzar este nivel de refinamiento en sus trabajos, pero a menudo chocan con la oposición de sus propios clientes o jefes, que (a menudo por desconocimiento) no valoran su importancia y prefieren ahorrase el esfuerzo.
En este artículo te explicaré, desde cero, todo lo que necesitas saber sobre este tipo de superficies y te convertiré en un experto capaz de evaluar visualmente el nivel de calidad de una pieza, tanto en el ordenador como en la realidad.
Atención: curvas
Antes de entrar en materia, un mínimo de teoría básica. Esta es la definición de curva que encontrarás en el diccionario de Google (y que nos viene que ni pintada): Desviación de la dirección o forma recta de una línea, superficie u objeto.
Así pues, se identifica a la recta con curvatura nula y a la circunferencia con curvatura constante no nula. Una espiral tiene curvatura creciente hacia el interior, y una parábola tiene un punto máximo de curvatura.
¿Qué es una curva de continuidad y porqué una marca como Apple la ha convertido en una de sus características principales?
Empecemos explicando que es una curva de continuidad en dos dimensiones: Matemáticamente hablando, la curva de continuidad es una forma que viene descrita por la ecuación de la superelipse, desarrollada por Gabriel Lamé en el siglo XIX y que se ha venido popularizando en el diseño del siglo XXI, a raíz de la evolución del software de CAD (Diseño Asistido por Ordenador). Esta forma se puede ver aplicada, por ejemplo, en los iconos de Apple creados a partir de 2013.
A primera vista, los iconos de Apple pueden confundirse con simples cuadrados con las esquinas redondeadas. Pero en realidad su forma es la de un squircle (intermedio matemático de un cuadrado y un círculo) Esta es una de las características principales con las que Apple personaliza sus diseños. La diferencia está en que en el caso de los bordes redondeados, dos líneas rectas se unen por medio de un arco tangente a ambas. Mientras que en el caso de la curva de continuidad, las dos líneas rectas se curvan progresivamente a medida que se acercan la una a la otra. En el primer caso, el radio es constante. En el segundo, varía a medida que avanza.
A continuación podrás ver una imagen de ejemplo, seguida por un párrafo que explica qué es un peine de curvatura. Te ayudará a comprender del todo como funcionan este tipo de geometrías:
Descubre la diferencia con el peine de curvatura
Observa la imagen de arriba. A la izquierda, una curva tangente (extraída de un cuadrado de esquinas redondeadas) y a la derecha una curva de continuidad (extraída de un squircle). El peine de curvatura es el grafismo que se muestra en azul, aplicado sobre las curvas rojas.
El peine de curvatura indica los valores de las curvas en distintos puntos de su recorrido. Cada línea del peine representa la cantidad de curvatura (radio) en el punto exacto de la curva con la que intersecta. Cuanto mayor es la longitud de la línea del peine, mayor radio tiene la curva.
En la curva tangente de la izquierda, todas las líneas del peine describen el mismo radio a lo largo de todo su recorrido, que nace y muere repentinamente.
En la curva de continuidad, en cambio, el peine arranca con un valor de cero que crece progresivamente, llega a su punto máximo y decrece hasta llegar al final de su recorrido.
Puede que la curva de continuidad en los iconos de Apple te parezca una complicación innecesaria, un esnobismo de diseñador apenas perceptible a simple vista. (De hecho, el grado de curvatura del squircle creado por Apple es mucho mas suave que el del ejemplo de la imagen, lo cual hace que la diferencia sea aún mas sutil.) Pero en cuanto descubras el efecto que produce al aplicarse sobre las superficies tridimensionales de un producto, comprenderás su importancia de inmediato.
¿Qué es una superficie de continuidad y qué la hace tan especial?
El ejemplo de Apple es especialmente significativo a nivel de diseño, porque aplican el mismo lenguaje de formas tanto en el diseño gráfico de su sistema operativo como en el diseño volumétrico de sus dispositivos. Con ello, mantienen la coherencia en toda su producción. Y esto nos lleva al siguiente nivel de la explicación: La superficie de continuidad, una superficie curva que une dos planos del mismo modo que la curva de continuidad del ejemplo anterior unía dos líneas. Este es uno de los “secretos” de los productos de Apple. Evitar los puntos de tangencia donde una superficie plana se encuentra con una superficie curva y crear sus superficies con continuidad de curvatura.
Quizás te estés preguntando el porqué de todo esto. El motivo no es otro que controlar los efectos de la luz sobre las superficies, para hacerlos mas bellos a los ojos de las personas. Como añadidura, permítete recalcar la relevancia del asunto con una de las citas mas célebres de la historia de la arquitectura:
“La arquitectura es el juego sabio, correcto y magnífico de los volúmenes bajo la luz”
Le Corbusier (1887-1965)
Cuando descubres las superficies de continuidad, ya nada vuelve a ser lo mismo. Aprendes a reconocer y apreciar la belleza en las superficies continuas y aborreces la falta de delicadeza de las tangencias.
Sobre estas líneas, una imagen muestra dos piezas negras de textura satinada y bordes redondeados, una sobre la otra. Fíjate en el borde de la pieza inferior. ¿Ves el cambio brusco que se da en el punto conde la curva se une con el plano? Ese es el punto de tangencia. La intensidad del efecto dependerá del material empleado, de la textura, del color y de la luz del entorno. Y por supuesto, también dependerá de la sensibilidad estética del espectador en cuestión. Cambio repentino en la curvatura = brillo repentino.
Observa ahora en la pieza de encima. Sigue siendo una esquina redondeada, pero resuelta con una superficie de curvatura variable continua. ¿Ves lo suaves que son los reflejos y como la luz se distribuye homogéneamente por la superficie de la esquina? Es una superficie mucho más bella, delicada y sexy. Así son, por ejemplo, las esquinas de la espectacular carcasa de aluminio del MacBook de Apple, donde el material elegido y su acabado enfatizan todavía mas el efecto. Suavidad en la curvatura = brillo suave.
Diseñar con superficies de continuidad es diseñar los brillos en primer lugar y la forma correspondiente a continuación.
Cuesta comprender por que aún existen marcas que lanzan miles de productos cada año, diseñados con superficies tangentes…
El análisis cebra
Las llamadas “herramientas de análisis visual”, son utilidades que ofrecen los programas de modelado 3D profesional para examinar visualmente las superficies modeladas y detectar puntos a mejorar antes de mandar a fábrica. El peine de curvatura explicado anteriormente, es una de estas herramientas. En este apartado y en el siguiente, descubriremos otras dos: El análisis cebra y el Análisis de curvatura. Las mezclaremos con ejemplos que faciliten la comprensión de los conceptos y así, al final del artículo ya sabrás interpretarlas para la próxima vez que un diseñador las saque a relucir 😉
En el análisis cebra, se proyecta una trama de líneas paralelas sobre las superficies. Se utiliza para analizar la continuidad en las uniones entre superficies, mas que las propias superficies en sí.
La idea procede de los tiempos en los que los coches se diseñaban con modelos construidos a escala real, sin herramientas informáticas. Los prototipos se colocaban dentro de un túnel cuyas paredes interiores estaban recubiertas de tubos fluorescentes colocados paralelamente los unos de los otros. La luz de los fluorescentes se reflejaba sobre la carrocería y permitía una visión precisa de las superficies. Esta técnica todavía se utiliza en algunos talleres de pintura, para realizar el control de calidad de las piezas una vez pintadas. Pero donde mas frecuentemente puede verse hoy en día, es en las pantallas de los ordenadores, donde además cuenta con opciones para configurar la dirección y densidad de las rallas.
Véase, de izquierda a derecha, el aspecto del análisis cebra aplicado a los grados de superficie G0, G1 y G2.
En la superficie G0 (izquierda), las rallas no están alineadas.
En la superficie G1 (centro), las rallas mantienen un recorrido sin romperse, pero la suavidad queda interrumpida en los puntos de tangencia.
En la superficie G2 (derecha), las rallas están alineadas y mantienen la continuidad en su recorrido, porque comparten la misma curvatura.
Éste es el aspecto del análisis cebra aplicado a una superficie mas compleja, la del lavabo Cream:
El análisis de curvatura
El análisis de curvatura mapea (recubre) la superficie con un degradado cromático que puede ir del rojo al azul intenso, pasando por el naranja, amarillo, verde y azul claro.
A cada zona de la superficie se le aplica uno u otro color en función de la cantidad de curvatura que tenga. Los colores del centro del espectro (verdes) corresponden al valor de curvatura cero. Un valor de cero significa que la superficie es plana al menos en una dirección (y por tanto, desarrollable). Los valores negativos tienden al rojo. Los valores positivos tienden al azul. (Los colores pueden variar en función del software utilizado y de su configuración.) En la imagen que sigue, puedes ver un ejemplo de cada una de las tres situaciones:
Esta herramienta es muy útil para detectar anomalías o cambios repentinos en la curvatura de una superficie. Este es el aspecto del análisis de curvatura aplicado a la superficie del lavabo Cream:
Para saber mas…
Espero que este artículo te haya aportado conocimientos básicos que te ayuden a dirigir mejor tus futuros proyectos. Debes saber que la continuidad de superficies no solo sirve para obtener superficies más agradables. La fluidez de las formas y la suavidad de los ángulos influyen en las características estructurales de la pieza y en los procesos de fabricación, sobre todo en el caso de piezas producidas por medio de moldes (tanto en matriceria como en inyección).
Si quieres ver cómo se crean las superficies de continuidad en un software de modelado 3D (Rhinoceros), te recomiendo este vídeo de Mc Neel Europe.
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