Ciencia y espacio 3D
Cronología universal de la historia humana: de la prehistoria a la actualidad
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Modo de interacción
Añadir artilugios al escenario
Física interactiva 3D y controles
Agarra cualquier extremidad con el cursor o el dedo para zarandear y lanzar al personaje en el espacio tridimensional. Gira la cámara con el botón secundario del ratón o con los controles táctiles de órbita libre.
Espacio Pausar / reanudar
Clic izq. + Arrastre Lanzar miembros
Clic der. + Arrastre Orbitar cámara 360°
Rueda ratón Zoom acercar / alejar
Modo Pin Anclar partes en el aire
Cañón Disparar proyectil balístico
Guía de biomecánica de muñecos de trapo (*ragdolls*), colisiones y física 3D
Aprende cómo operan los motores de física computacional tridimensional en tiempo real, la cinemática de cuerpos rígidos articulados con restricciones de ángulo, el coeficiente de restitución elástica y la simulación de impactos a 60 FPS.
Fundamentos biomecánicos de los modelos ragdoll articulados
En animación por ordenador e ingeniería de impacto, un ragdoll (muñeco de trapo) es un sistema mecánico multicuerpo compuesto por una estructura jerárquica de sólidos geométricos rígidos (cajas, cilindros y cápsulas) conectados entre sí mediante ligaduras mecánicas denominadas constraints.
Cada articulación (cuello, hombros, codos, caderas, rodillas y tobillos) define grados de libertad (DOF) y topes angulares anatómicos que restringen la torsión para evitar hiperextensiones inverosímiles. Cuando se aplica un impulso cinemático o el muñeco choca contra un obstáculo, el solucionador de física (Cannon.js) calcula la conservación del momento lineal y angular, resolviendo numéricamente las fuerzas reactivas que se propagan a través de toda la cadena cinemática.
Tabla técnica de propiedades físicas de personajes y artilugios 3D
| Objeto / Entidad | Masa (kg) | Restitución (elasticidad) | Fricción dinámica (μ) | Comportamiento biomecánico / dinámico |
|---|---|---|---|---|
| Maniquí de pruebas (Dummy) | 75 kg | 0,20 (amortiguado) | 0,45 (asfalto/acero) | Biomecánica estándar con 10 articulaciones con topes |
| Astronauta espacial | 95 kg (con escafandra) | 0,15 (rígido) | 0,05 (casi nula en 0g) | Inercia angular elevada y deriva orbital prolongada |
| Muñeco de gelatina | 55 kg | 0,85 (hiperelástico) | 0,20 (resbaladizo) | Rebotes múltiples conservando gran parte de energía cinética |
| Trampolín elástico LED | Infinita (estático) | 1,45 (multiplicador) | 0,10 (lona tensa) | Catapulta con impulso ascendente vertical instantáneo |
| Barril explosivo TNT | 30 kg | 0,30 (metálico) | 0,60 (rodamiento) | Detonación radial de 4.500 N con radio de choque de 6 m |
| Bala de cañón balística | 18 kg | 0,10 (acero macizo) | 0,30 (rodadura) | Trayectoria parabólica a 35 m/s con alto momento de impacto |
Solución de colisiones y cálculo de energía en WebGL
La simulación física se basa en el método de impulsos secuenciales para prevenir la penetración entre mallas tridimensionales. En cada paso de integración temporal (Δt ≈ 16,6 ms a 60 FPS), el motor detecta los puntos de contacto entre poliedros convexos, calcula las velocidades relativas en la normal de impacto y aplica un impulso proporcional al coeficiente de restitución (e):
v'_2 - v'_1 = -e · (v_2 - v_1)
Si el coeficiente es 0, el choque es perfectamente inelástico (la energía cinética se transforma en deformación interna); si es mayor de 1, el objeto suministra energía potencial añadida (como en los trampolines elásticos).
Cómo manipular cuerpos rígidos, cinemática articular y colisiones 3D
1
Seleccionar el personaje y la gravedad ambiental
Escoge el modelo físico (maniquí de pruebas, astronauta, zombi o muñeco de gelatina) y configura el entorno gravitatorio (Tierra 1.0g, Luna 0.16g, Espacio 0g o Júpiter 2.5g).
2
Interactuar y lanzar extremidades en el espacio 3D
Haz clic y arrastra cualquier hueso o articulación para imprimir fuerza cinemática y observar la inercia rotacional y torsión articular.
3
Desplegar artilugios interactivos en el escenario
Coloca trampolines elásticos hiperreactivos, turbinas eólicas con vector de empuje direccional o barriles explosivos TNT con dispersión radial.
4
Superar los desafíos cinemáticos de habilidad
Activa los modos de encestar en la canasta 3D, pinball humano o demolición de torres para registrar tus mejores puntuaciones de impacto.
Preguntas frecuentes sobre la física ragdoll en 3D
¿Qué es un modelo ragdoll (muñeco de trapo) en la simulación física?
Un ragdoll es un conjunto jerárquico de cuerpos rígidos interconectados por articulaciones constreñidas (rótulas esféricas y bisagras con límites angulares). Simula la biomecánica pasiva del cuerpo humano ante impactos externos, sin animaciones pregrabadas, respondiendo a leyes newtonianas puras.
¿Cómo simulan Cannon.js y Three.js la cinemática articular en 3D?
Cannon.js actúa como motor de física computacional que calcula la integración numérica de Verlet o Euler para fuerzas, torques y detección de colisiones de cajas y esferas. Three.js sincroniza en cada fotograma la posición y rotación de los tensores visuales y mallas 3D para renderizarlos a 60 FPS con WebGL.
¿Qué representa el coeficiente de restitución en los trampolines elásticos?
El coeficiente de restitución mide la elasticidad de un choque mecánico. Un valor igual a 1 conserva toda la energía cinética. Los trampolines del laboratorio poseen un coeficiente elástico superior que impulsa los cuerpos a mayor altura restituyendo y multiplicando la energía del impacto.
¿Cómo se calcula la onda expansiva de los barriles explosivos TNT?
Al detonar un barril por impacto, se genera un impulso radial inversamente proporcional a la distancia del cuerpo respecto al centro de la detonación (ley del cuadrado inverso), aplicando una fuerza instantánea de desmembramiento cinemático sobre las extremidades cercanas.
¿Requiere tarjeta gráfica dedicada para funcionar con fluidez a 60 FPS?
No. Gracias a la optimización de primitivas geométricas y mallas ligeras en Three.js y Cannon.js, el simulador se ejecuta fluidamente a 60 FPS tanto en ordenadores de sobremesa como en teléfonos móviles y tabletas sin descargar complementos.
