En este trabajo se estudia el uso de las nubes de puntos en 3D, es decir, un conjunto de puntos en un sistema de referencia cartesiano en R3, para la identificación y caracterización de las discontinuidades que afloran en un macizo rocoso y su aplicación al campo de la Mecánica de Rocas. Las nubes de puntos utilizadas se han adquirido mediante tres técnicas: sintéticas, 3D laser scanner y la técnica de fotogrametría digital Structure From Motion (SfM). El enfoque está orientado a la extracción y caracterización de familias de discontinuidades y su aplicación a la evaluación de la calidad de un talud rocoso mediante la clasificación geomecánica Slope Mass Rating (SMR). El contenido de la misma está dividido en tres bloques, como son: (1) metodología de extracción de discontinuidades y clasificación de la nube de puntos 3D; (2) análisis de espaciados normales en nubes de puntos 3D; y (3) análisis de la evaluación de la calidad geomecánica de taludes rocoso mediante la clasificación geomecánica SMR a partir de nubes de puntos 3D. La primera línea de investigación consiste en el estudio de las nubes de puntos 3D con la finalidad de extraer y caracterizar las discontinuidades planas presentes en la superficie de un macizo rocoso. En primer lugar, se ha recopilado información de las metodologías existentes y la disponibilidad de programas para su estudio. Esto motivó la decisión de investigar y diseñar un proceso de clasificación novedoso, que muestre todos los pasos para su programación e incluso ofreciendo el código programado a la comunidad científica bajo licencia GNU GPL. De esta forma, se ha diseñado una novedosa metodología y se ha programado un software que analiza nubes de puntos 3D de forma semi-automática, permitiendo al usuario interactuar con el proceso de clasificación. Dicho software se llama Discontinuity Set Extractor (DSE). El método se ha validado empleando nubes de puntos sintéticas y adquiridas con 3D laser scanner. En primer lugar, este código analiza la nube de puntos efectuando un test de coplanaridad para cada punto y sus vecinos próximos para, a continuación, calcular el vector normal de la superficie en el punto estudiado. En segundo lugar, se representan los polos de los vectores normales calculados en el paso previo en una falsilla estereográfica. A continuación se calcula la densidad de los polos y los polos con mayor densidad o polos principales. Estos indican las orientaciones de la superficie más representadas, y por tanto las familias de discontinuidades. En tercer lugar, se asigna a cada punto una familia en dependencia del ángulo formado por el vector normal del punto y el de la familia. En este punto el usuario puede visualizar la nube de puntos clasificada con las familias de discontinuidades que ha determinado para validar el resultado intermedio. En cuarto lugar, se realiza un análisis cluster en el que se determina la agrupación de puntos según planos para cada familia (clusters). A continuación, se filtran aquellos que no tengan un número de puntos suficiente y se determina la ecuación de cada plano. Finalmente, se exportan los resultados de la clasificación a un archivo de texto para su análisis y representación en otros programas. La segunda línea de investigación consiste en el estudio del espaciado entre discontinuidades planas que afloran en macizos rocosos a partir de nubes de puntos 3D. Se desarrolló una metodología de cálculo de espaciados a partir de nubes de puntos 3D previamente clasificadas con el fin de determinar las relaciones espaciales entre planos de cada familia y calcular el espaciado normal. El fundamento novedoso del método propuesto es determinar el espaciado normal de familia basándonos en los mismos principios que en campo, pero sin la restricción de las limitaciones espaciales, condiciones de inseguridad y dificultades inherentes al proceso. Se consideraron dos aspectos de las discontinuidades: su persistencia finita o infinita, siendo la primera el aspecto más novedoso de esta publicación. El desarrollo y aplicación del método a varios casos de estudio permitió determinar su ámbito de aplicación. La validación se llevó a cabo con nubes de puntos sintéticas y adquiridas con 3D laser scanner. La tercera línea de investigación consiste en el análisis de la aplicación de la información obtenida con nubes de puntos 3D a la evaluación de la calidad de un talud rocoso mediante la clasificación geomecánica SMR. El análisis se centró en la influencia del uso de orientaciones determinadas con distintas fuentes de información (datos de campo y técnicas de adquisición remota) en la determinación de los factores de ajuste y al valor del índice SMR. Los resultados de este análisis muestran que el uso de fuentes de información y técnicas ampliamente aceptadas pueden ocasionar cambios en la evaluación de la calidad del talud rocoso de hasta una clase geomecánica (es decir, 20 unidades). Asimismo, los análisis realizados han permitido constatar la validez del índice SMR para cartografiar zonas inestables de un talud. Los métodos y programas informáticos desarrollados suponen un importante avance científico para el uso de nubes de puntos 3D para: (1) el estudio y caracterización de las discontinuidades de los macizos rocosos y (2) su aplicación a la evaluación de la calidad de taludes en roca mediante las clasificaciones geomecánicas. Asimismo, las conclusiones obtenidas y los medios y métodos empleados en esta tesis doctoral podrán ser contrastadas y utilizados por otros investigadores, al estar disponibles en la web del autor bajo licencia GNU GPL.

[ES] Esta tesis se centra en la animación 3D y de forma más concreta, en la animación de personajes para un plano de actuación en un largometraje CGI. La animación ocupa un lugar importante dentro del mundo del entretenimiento desde principios del siglo XX hasta ahora; sobre todo en estas últimas décadas, donde su presencia en cortometrajes, anuncios publicitarios, videojuegos, series de televisión y películas, ha llenado nuestras salas de cines y nuestros hogares con una gran variedad de historias, personajes fantásticos y símbolos gráficos que forman parte de nuestra cultura popular más arraigada. Como animador 3D, trabajas y creces como profesional de un proyecto a otro, pero no te planteas cuánto sabes. Únicamente estás preocupado en hacer tu trabajo lo mejor posible y destacar. Cuando empecé a compaginar mi parte profesional con la docencia me di cuenta de que no era capaz de explicar al alumnado cómo aprender animación de una forma adecuada; porque una cosa es animar muy bien, pero otra muy distinta es saber explicar cómo lo haces. Está investigación me planteó el reto de recopilar todos esos conocimientos que he ido adquiriendo a través de libros, documentales, profesorado o compañeros de trabajo, y organizarlos de tal forma que fueran de fácil compresión y accesibilidad para cualquier persona que quisiera aprender animación o mejorar como animador 3D. / [CA] Aquesta tesi es centra en l'animació 3D i de forma més concreta, en l'animació de personatges per fer un pla d'actuació en un llargmetratge CGI. L'animació ocupa un lloc important dins del món de l'entreteniment des de principis del segle XX fins ara; sobretot en aquestes últimes dècades, on la seua presència en curtmetratges, anuncis publicitaris, videojocs, sèries de televisió i pel·lícules, ha omplit les nostres sales de cinemes i les nostres llars amb una gran varietat d'històries, personatges fantàstics i símbols gràfics que formen part de la nostra cultura popular més arrelada. Com a animador 3D, treballes i creixes com a professional d'un projecte a un altre, però no et planteges quant en saps. Únicament estàs preocupat per fer el teu treball tan bé com siga possible i destacar. Quan vaig començar a compaginar la meua part professional amb la docència em vaig adonar que no era capaç d'explicar al alumnat com aprendre animació d'una forma adequada; ja que una cosa és animar molt bé, però d'altra molt diferent és saber explicar com ho fas. Aquesta investigació em va plantejar el repte de recopilar tots aqueixos coneixements que he anat adquirint a través de llibres, documentals, professorat o col·legues de treball, i organitzar-los de tal forma que foren de fàcil compressió i accessibilitat per a qualsevol persona que volguera aprendre animació o millorar com a animador 3D. / [EN] This thesis focuses on 3D animation and more specifically, on the animation of characters for an acting shot in a CGI feature film. Animation has taken an important place in the world of entertainment from the beginning of the 20th century until now; especially in recent decades, where its presence in short films, commercials, video games, TV series and movies has filled our cinemas and our homes with a wide variety of stories, fantastic characters and graphic symbols that are part of our deep-rooted popular culture. As a 3D animator, you work and grow from one project to the next as a professional, but you don't think about how much you know. You are only concerned about doing your work the best you can and standing out in your field. When I started to balance my professional career with teaching I realised that I was not able to explain to my students how to learn animation in a proper way; because it is not the same thing to animate very well than explaining how to do so. This research posed the challenge of compiling all the knowledge I had acquired through books, documentaries, teachers and colleagues, and organising it in such a way that it would be easy to understand and accessible to anyone who wanted to learn animation or improve as a 3D animator. / Sanz Mariscal, A. (2023). El proceso de animación de personajes en los largometrajes 3D contemporáneos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195345