3.2.2 Grafos de Escena

Un grafo de escena es un grafo dirigido acíclico de nodos que contiene los datos que definen un escenario virtual y controlan su proceso de dibujado. Contiene descripciones de bajo nivel de la geometría y la apariencia visual de los objetos, así como descripciones de alto nivel referentes a la organización espacial de la escena, datos específicos de la aplicación, transformaciones, etc. Los grafos de escena almacenan la información del escenario virtual en diferentes tipos de nodos. Existen nodos que almacenan la información geométrica y actúan como nodos hijos dentro del grafo de escena; el resto de los nodos suelen aplicar algún tipo de modificación sobre el segmento de jerarquía que depende de ellos, bien sea estableciendo agrupaciones, aplicando alguna transformación afín o realizando algún tipo de selección sobre alguna de sus ramas hijas. El proceso de dibujado consiste en realizar un recorrido de dicho grafo, aplicando las operaciones indicadas por cada tipo de nodo.

El Grafo de Escena tiene como funciones principales:

• Contribuir a establecer una organización lógica de la escena.
• Establecer dependencias jerárquicas entre distintos sistemas de referencia.
• Posibilitar el proceso de selección entre múltiples niveles de detalle.
• Posibilitar el proceso automático de Culling (eliminación automática de los objetos que se encuentran fuera del campo de visión).
• Facilitar el control de la escena por parte del usuario.
• Hacer más cómodo el acceso a las librerías gráficas de bajo nivel (OpenGl en este caso).

En la siguiente imagen se puede apreciar la descomposición de un objeto en sus diferentes componentes, de manera agrupada, lo cual sería una aproximación al grafo de escena que lo definiría

Tipos básicos de Nodos.

En la actualidad existen varias librerías gráficas de alto nivel, y cada uno de sus grqfos de escena presenta sus propias particularidades. Sin embargo, existe un conjunto básico de nodos que, a veces con distintos nombres, se encuentran presentes en todos ellos:

• Nodo de Geometría. Almacenan la información poligonal de los objetos, también almacenan informaciones referentes a su apariencia, tales como material, textura, etc. Usualmente actúan como nodos hoja.
• Nodo Grupo. Se emplean para agrupar varios nodos hijos, bien sea a nivel meramente organizativo, o para facilitar el proceso de culling jerárquico.
• Nodo Nivel de Detalle. Usualmente llamados nodos LOD (Level of Detail). Seleccionan uno de sus hijos, basándose en la distancia entre el objeto con múltiples niveles de detalle y el punto de vista. Nodo de Transformación Afín. Permite aplicar una matriz de transformación que afectara a ubicación espacial de sus nodos hijos. Son necesarios para la definición de objetos móviles y también para la creación de estructuras articuladas.
• Nodo de Switch. Permiten realizar una selección entre sus nodos hijos.

También es usual que el usuario tenga cierta capacidad para personalizar el comportamiento de los nodos, para ello los nodos suelen tener la capacidad de almacenar datos genéricos que necesite el usuario, y también rutinas de callback escritas por el usuario que son invocadas junto con el código interno de gestión del nodo.