27 diciembre, 2025
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Aplicaciones interactivas para navegadores modernos

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En la actualidad, las páginas web han dejado de ser simples contenedores de información para convertirse en plataformas interactivas capaces de ofrecer experiencias inmersivas. Las empresas actualmente conocen la importancia de la experiencia de usuario llevando a desarrollar sitios web que permitan a sus clientes conectar con la marca. En este contexto, las tecnologías interactivas basadas en navegador, que no requieren la instalación de aplicaciones externas, ganan relevancia como las mejores opciones para conseguirlo.

La tendencia hacia aplicaciones web avanzadas no se limita al ámbito comercial. Hoy en día, estas tecnologías se emplean también en medicina, educación, entrenamiento profesional, control industrial y otros sectores. Desde simuladores médicos que permiten entrenar a cirujanos en entornos 3D, hasta plataformas educativas que ofrecen experiencias de aprendizaje inmersivas, las posibilidades son prácticamente infinitas. La clave para estas aplicaciones es la disponibilidad de motores de procesamiento gráfico que permiten implementar modelos, animaciones y entornos 3D directamente en el navegador. Para lograrlo de manera eficiente, se utilizan frameworks o librerías que optimizan los procesos de desarrollo y ofrecen resultados visualmente impactantes. Entre estas tecnologías, WebGL y Three.js ocupan un lugar destacado.

¿Qué es WebGL?

WebGL (Web Graphics Library) es una especificación basada en OpenGL ES 2.0. Diseñada para permitir el renderizado de gráficos 2D y 3D en navegadores web sin necesidad de complementos adicionales. Su funcionamiento aprovecha la potencia de la GPU del dispositivo, lo que permite alcanzar un rendimiento cercano al de las aplicaciones nativas.

  • Ejecución en el navegador: no requiere instalaciones adicionales ni plugins.
  • Basado en estándares abiertos: compatible con OpenGL ES 2.0, lo que facilita su adopción en distintas plataformas.
  • Soporte multiplataforma: funciona en Windows, macOS, Linux y dispositivos móviles.
  • Acceso directo a la GPU: permite un rendimiento óptimo en la renderización de escenas 3D complejas. Integración con HTML5: utiliza el elemento “<canvas>” como superficie de dibujo.

WebGL, como tecnología de renderizado, puede integrarse en distintos enfoques de procesamiento gráfico. Entre ellos, destacan:

Uso de software y por hardware

  • Renderizado por hardware: Utiliza la GPU del dispositivo para procesar los gráficos, aprovechando hardware especializado para cálculos complejos. Esto permite renderizados más rápidos y con mayor detalle, ideal para videojuegos y simulaciones interactivas.
  • Renderizado por software: El procesamiento se realiza en la CPU. Aunque es más lento, garantiza compatibilidad en dispositivos que no cuentan con aceleración gráfica.

Cliente-Servidor

  • Cliente: Todo el procesamiento se realiza en el navegador del usuario. Es rápido, pero limitado por la capacidad de hardware del cliente.
  • Servidor: El renderizado se realiza en el servidor, que envía el resultado al cliente como una imagen o flujo de datos. Es útil para modelos pesados, pero depende del ancho de banda.

Renderizado retenido e inmediato


Modo retenido
  • La API mantiene un registro de la escena y sus objetos.
  • Las actualizaciones son gestionadas automáticamente.


Modo inmediato
  • Cada frame se dibuja desde cero, otorgando mayor control al desarrollador, pero requiriendo más procesamiento.

Para que una aplicación WebGL funcione correctamente, es necesario configurar y coordinar varios elementos clave:

  • Canvas: el espacio en HTML5 donde se dibuja la escena 3D.
  • Objetos: modelos o figuras 3D que componen la escena.
  • Luces: determinan cómo se iluminan los objetos, generando sombras y realismo.
  • Cámara: define el punto de vista desde el cual el usuario observa la escena. WebGL se basa en un flujo de trabajo dividido en etapas:
  • Contexto gráfico: obtenido a través de canvas.getContext(“webgl”).
  • Shaders: programas que se ejecutan en la GPU para controlar cómo se dibujan los vértices (vertex shader) y los fragmentos (fragment shader).
  • Buffers: memoria que almacena datos como posiciones, colores y coordenadas de textura.
  • Pipeline gráfico: secuencia de pasos que transforman los datos en píxeles visibles.


Ventajas de WebGL

  • Alta compatibilidad y soporte en la mayoría de navegadores.
  • No requiere instalación de software adicional.
  • Aprovecha la aceleración por hardware.
  • Integración con otras tecnologías web (HTML5, CSS, JavaScript).
  • Comunidad activa y gran cantidad de ejemplos y documentación.


Limitaciones de WebGL

  • Complejidad técnica para desarrolladores novatos.
  • Dependencia del hardware del cliente.
  • Problemas de rendimiento en dispositivos antiguos.
  • Limitaciones de seguridad: ejecución directa en el navegador requiere medidas contra scripts maliciosos.

¿Qué es Three.js?


Three.js es una librería de JavaScript que actúa como una capa de abstracción sobre WebGL, simplificando la creación de escenas 3D. Su diseño se basa en un paradigma de escena-objeto-cámara, donde todo se organiza jerárquicamente.


Características de Three.js:

  • Facilidad de uso: evita que el desarrollador tenga que escribir código WebGL nativo, que suele ser extenso y complejo.
  • Renderizado en tiempo real: permite animaciones fluidas e interactividad.
  • Compatibilidad: soporta múltiples formatos de modelos 3D como OBJ, FBX, GLTF.
  • Sistema de materiales y shaders: ofrece materiales predefinidos y soporte para shaders personalizados.
  • Soporte para físicas (mediante librerías externas como Cannon.js).

Elementos principales en Three.js

  • Escena (THREE.Scene): contenedor de todos los objetos, luces y cámaras.
  • Cámara (THREE.PerspectiveCamera): define el campo de visión.
  • Renderizador (THREE.WebGLRenderer): se encarga de dibujar la escena.
  • Geometrías y materiales: definen la forma y apariencia de los objetos.
  • Controles: permiten que el usuario navegue por la escena (por ejemplo, OrbitControls).

Flujo de trabajo en Three.js

  • Crear la escena.
  • Definir y posicionar la cámara.
  • Añadir luces y objetos.
  • Configurar el renderizador.
  • Implementar el bucle de animación (requestAnimationFrame).
  • Renderizar la escena en cada frame.

Casos de uso reales

  • Comercio electrónico: visualización de productos 3D interactivos.
  • Educación: simuladores y modelos científicos.
  • Arquitectura: recorridos virtuales.
  • Medicina: modelos anatómicos interactivos.
  • Entretenimiento: videojuegos y experiencias inmersivas.


Relación entre WebGL y Three.js


WebGL y Three.js tienen relación de dependencia, ya que uno funciona como base tecnológica y el otro como una capa de simplificación y ampliación. WebGL es una API de bajo nivel que brinda acceso al hardware gráfico desde el navegador, permitiendo dibujar y manipular gráficos 2D y 3D eficientemente. Sin embargo, al ser de bajo nivel,su uso implica manejar conceptos técnicos como buffers, shaders, pipelines y matemáticas avanzadas para transformaciones y proyecciones.


En este contexto surge Three.js como una solución para democratizar el uso de WebGL.

Three.js se construye sobre WebGL y encapsula su complejidad en un conjunto de clases y funciones fáciles de usar, lo que permite que desarrolladores con menos experiencia en programación gráfica puedan crear aplicaciones interactivas 3D sin necesidad de dominar todos los aspectos internos de la API. Podría decirse que WebGL es el “motor” que mueve los gráficos, mientras que Three.js es el “vehículo” que los transporta al usuario final. Sin WebGL, Three.js nopodría funcionar; sin Three.js, WebGL seguiría siendo potente, pero menos accesible para el desarrollo rápido y eficiente.


Futuro de WebGL y Three.js


La llegada de WebGPU promete mayor rendimiento y control sobre el hardware gráfico, se espera que WebGL siga coexistiendo como una solución estable y ampliamente soportada. Three.js, por su parte, continuará evolucionando para integrar estas nuevas capacidades y simplificar su adopción por parte de desarrolladores.

Créditos

Autor: Angel David Ramirez Alvarez

Editor: Mg. Carlos Iván Pinzón Romero

Código: CG-2025

Timeline:

Fuentes: 

Parisi, T., & O’Rourke, J. (2018). Real-time 3D graphics with WebGL 2: Build interactive 3D applications with JavaScript and WebGL 2 (OpenGL ES 3.0) (2.ª ed.). Packt Publishing.
Parisi, T. (2012). WebGL: Up and running. O’Reilly Media.
Straccia, A. (2024). Interactive web development with Three.js and A-Frame: Create captivating visualizations and projects in immersive creative technology for 3D, WebAR, and WebVR using Three.js and A-Frame (Edición en inglés). Orange Education PVT Ltd.

Behr, J., Eschler, P., Jung, Y., & Zöllner, M. (2018). X3DOM: A DOM-based HTML5/X3D integration model. Proceedings of the 23rd International Conference on 3D Web Technology, 1–9. https://doi.org/10.1145/3214834.3214861

Three.js. (s. f.). Three.js – JavaScript 3D library. Recuperado el 15 de agosto de 2025, de https://threejs.org/

Timetoast. (1950). Timeline: Computacion grafica. https://timetoast.com/timelines/computacion-grafica-a6dc24f7-a30c-417a-b321-d14394c7f7dc