Modelado paramétrico vs. no paramétrico

Las herramientas para el diseño de productos incluyen el modelado 3D como una parte esencial en ese proceso. Permite crear y visualizar objetos desde todos los ángulos y facilita el trabajo en las estructuras complejas. Sin embargo, a la hora de trabajar hay dos enfoques diferentes: el modelado paramétrico y el no paramétrico. Aunque ambos generan modelos tridimensionales, hay diferencias tanto en las técnicas como en sus aplicaciones. 

En este artículo, veremos cuáles son las características de cada uno y sus ventajas y desventajas. ¿Quieres aprender más sobre este sector y adquirir conocimientos a nivel profesional? Puedes hacerlo con nuestro Máster en Diseño de Producto y Modelado Digital. 

Introducción al modelo paramétrico vs. no paramétrico

En el diseño 3D se pueden emplear multitud de técnicas y modelos para su desarrollo. Estos dos que trataremos hoy, el paramétrico y el no paramétrico, no solo sirven en este campo, sino que se extienden a otros como el Big Data. 

A grandes rasgos, el primero utiliza parámetros (valores numéricos) y relaciones matemáticas para definir y controlar las formas. 

El segundo se centra en la manipulación de las geometrías de forma directa, pero sin la influencia de parámetros determinados. Las aplicaciones son distintas, y por eso es conveniente entender las características de cada uno y los proyectos a los que se aplican. 

¿Qué es el modelado paramétrico?

Comenzamos con el modelado 3D paramétrico. Se basa en el uso de parámetros, de ahí su nombre, y de reglas matemáticas para definir y controlar las características de un modelo en 3D. Por tanto, todas las propiedades de este, como las formas, ángulos y dimensiones, quedan vinculadas a parámetros concretos, que son los que se ajustarán para modificar posteriormente el diseño. 

Por citar un ejemplo, pongamos que queremos diseñar una silla. En un diseño paramétrico 3D, la altura de las patas o el ángulo del respaldo se podrían ajustar con parámetros que repercuten en toda la estructura de este objeto. 

Cualquier cambio en uno de los parámetros queda reflejado automáticamente en el modelo a completo. De este modo, se mantiene la precisión en el diseño. Este sistema permite que el equipo de diseño e ingeniería pueda crear modelos complejos con una capacidad de ajuste y personalización muy alta. Su principal utilidad la encontramos en productos que van cambiando a menudo sus diseños para cumplir con nuevas especificaciones, regulaciones, o mejoras en su rendimiento.

En cuanto a sus aplicaciones, este modelo tiene otras ventajas como la reutilización de componentes, la automatización de tareas o la facilidad de colaboración entre equipos. En la arquitectura, facilita el diseño de edificios con formas que se salen de lo común, ya que las estructuras se pueden ajustar para adaptarse al entorno o a nuevos requisitos. En la ingeniería, se pueden optimizar y personalizar componentes para piezas de maquinaria. Y en el diseño de productos, se acelera la creación de prototipos y la adaptación de los productos a diferentes tamaños o versiones. 

Ventajas del modelado paramétrico

- Flexibilidad. Este modelado permite realizar cambios con rapidez en las dimensiones y en las formas sin tener que rehacer todo el modelo. Supone un ahorro en el tiempo dedicado y en el esfuerzo, que es particularmente importante cuando son proyectos grandes y complejos. También facilita la experimentación.

- Escalabilidad y alta eficiencia. Permite crear y modificar modelos ilimitadamente y con mayor facilidad mediante los parámetros. Y es que estos cambios, por pequeños que sean, tienen una repercusión notable en el diseño final.

- Automatización. Las tareas repetitivas o la generación de múltiples variaciones sobre un mismo diseño se pueden automatizar con un software de modelado paramétrico. 

- Mayor precisión. Se pueden definir parámetros y relaciones matemáticas muy concretas para que todos los aspectos del modelo tengan unas características determinadas. Una ventaja especialmente efectiva en la reducción de errores, y en consecuencia en la mejora en el producto final.

Herramientas del modelado paramétrico

El modelado paramétrico se utiliza con varias herramientas de software. Sin embargo, puede ser necesario utilizar plugins adicionales o integraciones en los proyectos complejos. Algunas de las más usadas son las siguientes:

- Blender con nodos. Blender es el software más conocido y es gratuito. Se utiliza no solo en modelado, sino también en animación y renderizado. Tiene un sistema de nodos para crear relaciones paramétricas de gran complejidad y modificar la geometría. También permite que haya conexiones entre varias operaciones.

- Rhino. Rhino es un programa de modelado en 3D con aplicaciones en animación, ingeniería y arquitectura. Aunque es muy intuitivo, es apto para proyectos grandes. Requiere del plugin Grasshopper para el modelado paramétrico si se desea una programación visual con nodos.

¿Qué es el modelado no paramétrico?

El modelado no paramétrico se centra en crear geometrías con técnicas directas de manipulación, de ahí que también se le diga modelado directo. En este sistema, no se usan los parámetros para introducir cambios, sino que hay que realizar los ajustes en las formas y las superficies manualmente. Si bien el control y la precisión son menores, se basa en la intuición y facilita la creatividad. 

Las herramientas de edición que se usan incluyen, por ejemplo, la extrusión, el esculpido o la subdivisión. Todas ellas son independientes de las reglas matemáticas estrictas. Sus aplicaciones se encuentran en la industria de los videojuegos, el cine o el diseño industrial, con programas como Blender y 3Ds Max. La primera se adapta a ambos sistemas, y lo mismo sucede con otras como el diseño paramétrico de Sketchup. Aunque se usa sobre todo en modelado 3D no paramétrico, con extensiones y plugins se puede adaptar. 

Ventajas del modelado no paramétrico

- Mayor creatividad y libertad. Puesto que desaparecen las restricciones por los propios parámetros, se pueden desarrollar formas orgánicas y con mayor nivel de detalle.

- Facilidad de uso. Este enfoque es más intuitivo y fácil de aprender, ya que solo hay que manipular las formas sin necesidad de conocer parámetros abstractos.

- Práctico para el diseño artístico. Si la prioridad es la complejidad visual y no la precisión matemática, este modelado es el adecuado.

Comparación entre el modelado paramétrico y el no paramétrico

La elección entre el modelado paramétrico y el no paramétrico va a depender del tipo de proyecto y de las características que este tenga. Si lo que se necesita es una alta precisión y flexibilidad, y que se puedan hacer ajustes rápidos, nos decantaremos por el primero. Sin embargo, si lo que se necesita es una mayor libertad creativa y que las formas se puedan manipular sin limitaciones, el no paramétrico es el ideal. 

Las herramientas a utilizar suelen ser las mismas, ya que basta con instalar plugins o extensiones que permitan la adaptación a un sistema o al otro. Y en lo que respecta a las aplicaciones, el diseño de productos, la ingeniería o la arquitectura se suelen basar en el modelado paramétrico. En otras áreas donde prima la creatividad sobre la funcionalidad, como en el trabajo de animador o en la producción de películas y videojuegos, es más importante el detalle sobre la precisión matemática. 

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