Tutorial 04: Materiales

MaterialesCuando modelamos elementos 3D en AutoCAD, por defecto la forma tendrá un color asignado el cual suele corresponder al color del layer, y nos sirve para visualizar nuestro sólido. Uno de los objetivos del modelado en 3D además de poder visualizar en “tres dimensiones” un objeto o un proyecto de Arquitectura, es generar escenas de carácter “fotorealista” o mejor dicho, el emular de la mejor forma posible los efectos atmosféricos, lumínicos, de texturas y otros de la realidad en nuestro modelo para crear vistas creíbles y lo más reales posibles que puedan imprimirse y presentarse en una imagen 2D o en un video. Para poder lograr hacer esto primero debemos comprender como la luz interactúa con los objetos que nos rodean. Debemos observar detenidamente los resaltes, colores, reflexiones de todas las cosas que estén en nuestro entorno y también fotografiar o escanear superficies de objetos que después nos puedan servir de referencia o como una textura.

Una de las aplicaciones más interesantes en AutoCAD son los materiales: son comandos específicos que nos sirven para emular los efectos propios de la realidad y aplicarlos en nuestros modelos 3D. Sin embargo antes de iniciarnos en la aplicación de materiales en AutoCAD, debemos entender el concepto de renderizado: este proceso consiste en la generación de modelos fotorealistas a nuestros modelos 3D en bruto. Para ello debemos seguir 3 pasos fundamentales que son:

– Aplicar representaciones virtuales de materiales al modelo 3D.

– Generar la ambientación y los efectos necesarios que afectarán al modelo: luces, fondo, niebla, sombras, etc.

– Generar el renderizado o “render”, elegir la calidad de la imagen y el formato de salida.

Aunque entender estos conceptos es relativamente fácil, se requiere de muchos ensayos y muchas horas de práctica para lograr aplicar de forma correcta los materiales, luces y efectos y así lograr resultados satisfactorios, convincentes y realistas. Así por ejemplo, si queremos asignar un material de vidrio a una primitiva 3D como por ejemplo un cilindro, debemos tomar en cuenta que este material tiene ciertas propiedades que deberán ser modificadas como por ejemplo su transparencia, para así lograr un buen efecto. Así como la transparencia, los materiales tienen muchas otras propiedades que nos permiten emular de la mejor forma posible un material de la realidad en el entorno 3D de AutoCAD.

El Gestor de materiales

El gestor de materiales es el comando que nos permitirá administrar los diferentes materiales, ya sea creando nuevos o modificando los existentes en la biblioteca de AutoCAD. Podremos invocar este gestor escribiendo materials (materiales en español) en la barra de comandos y nos aparece un panel similar al de la imagen del lado. En el área superior (en verde) nos aparece el ícono del material global el cual es el material base standard predeterminado en AutoCAD. Si presionamos el botón secundario sobre este ícono podremos realizar las siguientes funciones:

Assign to Selection: asigna el material a un objeto 3D, este debe estar seleccionado para activar esta opción.

Edit: editamos el material.

Duplicate: si queremos crear un material propio esta opción copia los parámetros del material global o del que hayamos seleccionado.

Rename: cambiamos el nombre del material. El material global no puede ser renombrado.

Delete: borra el material creado. El material global no puede eliminarse.

Select Object Applied To: selecciona los objetos que tienen aplicado el material.

Add to (izquierda): Añade el material a la biblioteca de materiales y/o categorías (My Materials o una biblioteca personalizada).

Purge All Unused: elimina todos los materiales que no estamos utilizando en nuestros objetos 3D.

En el área inferior del gestor (en amarillo) encontraremos 2 bibliotecas: una es la “Autodesk Library” en la que podremos ver y aplicar una serie de materiales ya predefinidos por AutoCAD, y otra llamada My Materials que son los materiales que aplicamos en nuestra escena 3D o bien los que vayamos creando, junto a su categoría predeterminada llamada Miscellaneous. A su lado vemos las previsualizaciones de cada material  (en naranjo) mostrando parámetros como el color o la textura.

Otra forma de crear materiales es presionando el menú create material de la parte superior, así se nos desplegará el tipo de material que queremos crear y si elegimos alguno de ellos, se nos creará un material con los parámetros ya definidos según el tipo que elijamos, o también presionando en New Generic Material para crear un material standard (basado en el material global) que podremos personalizar a nuestro gusto.

En arquitectura los tipos de materiales más conocidos y utilizados son los siguientes:

– Concrete (concreto, hormigón).
– Ceramic (cerámicas).
– Floor o Flooring (pisos).
– Carpet (alfombras).
– Metal (metales).
– Bricks (ladrillos).
– Mirror (espejo).
– Glazing o Glass (cristales).
– Stone (piedra).
– Wood (madera).

Aplicando materiales en AutoCAD

Para aplicar cualquier material a un objeto 3D, basta presionar y mantener el botón primario del mouse en el ícono del material y arrastrarlo hacia el objeto (imagen derecha). El objeto quedará ahora con el material elegido y cambiará sus parámetros. A su vez al área superior se le agregará el material aplicado mostrándonos en definitiva los materiales que vamos utilizando y/o aplicando a medida que los probamos en los objetos.

Es bueno ir probando los materiales uno a uno para conocer los distintos efectos y propiedades que estos poseen, pero si quedan muchos en el área superior conviene ir removiendo los no usados mediante Purge all unused para quedarnos sólo con los materiales que utilicemos en forma definitiva.

Si creamos materiales nuevos o queremos mantenerlos en una biblioteca de materiales personalizada, podremos agregarlos a la biblioteca My Materials o también a una biblioteca que podremos crear y definir de forma personalizada.

Creando bibliotecas y categorías personalizadas

En el gestor de materiales podremos crear bibliotecas personalizadas de materiales (similar a My Materials o Autodesk Library) además de categorías personalizadas. Las bibliotecas nos muestran todos los materiales que tenemos en la escena, y las categorías nos ayudan a ordenarlos mediante grupos específicos (por ejemplo, podríamos crear la categoría concreto y colocar allí todos los materiales que se asemejen a este). Si hacemos click con el botón secundario del mouse en My Materials, nos aparece el cuadro del lado donde tenemos las siguientes opciones:

Create Category: podremos crear una categoría la cual nos servirá para ordenar los materiales que vayamos agregando a la lista utilizando la opción Add to. Otra forma de agregar un material a esa categoría es tomarlo y moverlo hacia ella tal como se ve en la imagen derecha.

Rename: cambia el nombre de la categoría.

Locate Library: localiza la Biblioteca.

Remove Library: borra la Biblioteca.

Delete Category: borra la categoría (aparece al realizar la operación sobre una categoría).

Ahora bien, si queremos crear una nueva biblioteca lo podremos hacer en la parte inferior izquierda del panel, ya que allí encontramos la opción manage y si clickeamos en la flecha encontraremos el cuadro de la derecha: la opción Create New Library nos permitirá crearla, pero antes nos pedirá un nombre y luego la ruta ya que la biblioteca se nos guardará en el PC como un archivo, de modo que lo podamos llevar y que podremos cargar con la opción Open Existing Library. También nos aparecen las opciones Create Category, Delete Category y Rename.

Como podemos ver en la imagen derecha, se ha creado una biblioteca llamada Tutorial y el archivo se ha guardado en el PC. Ahora es cuestión de crear nuestras categorías y agregar los materiales mediante la opción Add to, o arrastrando los materiales hacia las categorías.

Otras funciones del gestor de materiales son:

Controlador de vista: nos permite definir cómo de ven los materiales en el gestor. Como lista detallada, como lista y como texto (Izquierda).

Swatch: moviendo este control agranda o achica los íconos de los materiales.

Display Material Editor: muestra el editor de materiales (en naranjo).

También encontraremos la opción Sort en la parte superior derecha de cada área. Esto nos permite ordenar según nombre, categoría, tipo de material y color de este (izquierda). En la parte superior izquierda encontramos otro menú que nos permite mostrar materiales según los siguientes criterios:

Show All: muestra todos los materiales en el área.
Show Applied: muestra los materiales aplicados en los objetos.
Show Selected: muestra los materiales en objetos 3D seleccionados.
Show unused: muestra los materiales no utilizados o no aplicados.
Purge All Unused: borra los materiales no usados.

Propiedades Generales de los materiales

Podemos acceder al editor de materiales de AutoCAD mediante tres caminos:

– Realizando doble click en el material.
– Con el botón secundario sobre el material y ejecutando la opción edit.
– Clickeando en el icono edit material de la barra.

El editor de materiales es el de la imagen a la derecha. Aquí podremos ver las diferentes propiedades y parámetros de nuestro material para poder editarlo. Las propiedades más importantes son:

Color: todo material tiene un color base, por defecto AutoCAD nos indica el color “by object” (por objeto), pero si clickeamos en la flecha del lado derecho podremos cambiar este parámetro a un color personalizado, el cual afectará a todos los objetos que tengan aplicado el material.

Image y/o mapas procedurales: En este parámetro podremos agregar una imagen o textura determinada para hacer más realista y creíble nuestro material. Para poder elegir una imagen a insertar en el material, simplemente hacemos doble click en el área blanca del parámetro image. Si ya tenemos una imagen asignada,  Podremos removerla o editarla ya que se activan los parámetros edit image y Remove image.

Si clickeamos en la flecha del lado derecho podremos cambiar este parámetro a varios tipos de mapas y texturas el cual afectará a todos los objetos que tengan el material. En el tutorial 05 nos referimos a estos en particular.

Image Fade: se refiere al grado de opacidad de la imagen, mientras más bajo sea el valor de fade más clara se verá la imagen en el objeto.

Glossiness: es un suavizador de brillo con respecto al color.

Highlights: mediante esta opción podemos resaltar el material de forma metalizada (Metallic) o no metalizada (Non-Metallic).

Reflectivity: en este parámetro medimos los valores de reflexión del material, el cual se define como el reflejo de la luz en la superficie de un objeto. Esta puede ser directa u oblicua. Ideal para efectos de vidriado o cristal.

Transparency: este parámetro controla la transparencia de un objeto. Mientras más alto sea este valor el objeto se hace más transparente. Otra cosa interesante de este parámetro es que podremos dar transparencia al material mediante una imagen, además que podemos editar el nivel de mezcla (Image Fade) y su translucencia (Translucency, el porcentaje de luz que atraviesa la imagen). Ideal para efectos de vidriado o cristal.

Cutout: este parámetro se refiere a una especie de mezcla transparente entre la imagen que podremos anexar en cutout y la del material, para crear efectos específicos.

Self-Ilumination: este parámetro corresponde a la autoiluminación de un objeto. Este simula una iluminación interior de este (similar a una lámpara de mesa o una ampolleta, por ejemplo), aunque esta luz no afecta a los objetos adyacentes a él.

En el caso de la Autoiluminación, podemos definir valores como el color de la luz (Filter Color), la cantidad y el tipo de luz emitida (Luminance) y la temperatura de color (Color Temperature). En los parámetros de Luminance y de Color Temperature podemos elegir además valores predefinidos como por ejemplo pantalla LED o candelas, en el caso de color temperature.

Bump: corresponde al relieve de un objeto. Este parámetro agrega una imagen que genera un efecto de relieve o rugosidad en la superficie del material. Podremos elegir la imagen que generará el efecto y controlar la intensidad del relieve mediante el parámetro Amount.

Manejando la asignación de materiales

El editor de los materiales aparece en el menú render, en el grupo llamado materials. En este panel tenemos lo siguiente:

Materials Browser: activa el editor de materiales.

Material/Textures: activa o desactiva las texturas en la vista según se necesite. Tenemos tres opciones:

– Material/Textures on: activa las texturas.
– Material/Textures off: desactiva las texturas y los materiales.
– Material on/Textures off: Desactiva las texturas, pero activa el resto de las propiedades del material.

Material Mapping

Material mapping es el cómo se distribuye la textura y/o el material en una forma 3D determinada. Podemos invocarlo presionando en material mapping o escribiendo en la barra de comandos materialmap. Al aplicar los mapas en las geometrías 3D de AutoCAD, por defecto se asociarán a ella según los siguientes criterios:

– Planar: el mapa 2D se proyectará mediante un plano en la forma 3D.

– Box: el mapa 2D se proyectará en forma de caja (cada textura se proyecta en una cara de esta) en la forma 3D.

– Cylindrical: el mapa 2D se proyectará mediante un cilindro (la textura se proyecta a lo largo del perímetro y dos planos extras para las bases del cilindro) en la forma 3D.

– Spherical: el mapa 2D formará una esfera y se proyectará de esa forma en el elemento 3D.

Estos mapas pueden editarse según queramos. Para ver esto aplicaremos un tipo de mapeado box a un cilindro con el mapa wood. Primero elegimos el tipo de mapeado y luego procedemos a elegir la forma para finalmente presionar enter. Notaremos que el mapeado forma un paralelepípedo alrededor de la forma indicando que el mapeado ha sido activado.

Notaremos que alrededor del mapeado existen flechas a los lados y en la altura, si tomamos las flechas y arrastramos con el mouse podremos editar los parámetros del mapa, como por ejemplo definir alto, largo y ancho de la textura. También podremos realizarlo mediante la barra de comandos ya que notaremos que en ella existen dentro del comando materialmap las opciones de Mover (M), rotar (R), Cambiar el tipo de mapeado (W) o volviendo al mapa por defecto reseteando el mapeado existente (T). Si elegimos la opción W podremos cambiar el tipo de mapeado y en la barra de comandos podremos ver las opciones y elegir las letras correspondientes (y luego presionar enter) según la imagen:

Donde Box es B, Planar es P, Spherical es S y Cylindrical es C. También tenemos la opción Copy Mapping to (Y) y Reset Mapping (R).

En algunos tipos de mapeado (como planar o Cylinder) notaremos que existen líneas y/o curvas de color verde, esto nos indica el Seam o costura (imagen de arriba) y esto no es más que el inicio y el fin de una textura determinada. Por ello es recomendable que las texturas sean del tipo trama, es decir, que puedan repetirse ilimitadamente sin distorsiones (de forma similar a un hatch) para eliminar esta costura y darle continuidad a la textura.

Además de las opciones de mapping, tenemos otros comandos de mapeado que son:

Remove Materials: quita el material de la forma 3D, volviendo al material de tipo Global.

Attach by Layer: asigna un material a un layer determinado. Cuando lo ejecutamos, se abrirá un cuadro con los materiales (imagen derecha) y los layers de nuestro modelo, si arrastramos un material hacia el layer este se asignará de inmediato a este. Lo interesante de este comando es que si dibujamos cualquier forma 3D asociada a ese layer, automáticamente tendrá asignado ese material.

Copy Mapping Coordinates (Y): si editamos las dimensiones de la textura, podremos copiar estas coordenadas de mapeo a otra forma 3D siempre y cuando ambas tengan el mismo material aplicado. Para ello seleccionamos la forma con las coordenadas y ejecutamos el comando, elegimos la forma en la que queremos copiar las coordenadas y luego presionamos enter, así las coordenadas serán copiadas.

Reset Mapping coordinates (R): si ya editamos las coordenadas de mapeo, seleccionamos este comando y luego la forma 3D volvemos a las coordenadas de mapeo por defecto.

Si queremos ver el resultado de la representación de nuestros materiales aplicados, podemos escribir render en la barra de comandos o presionar el ícono de render en la misma persiana donde se ubican los materiales.

Este es el final del tutorial 04. Puede ir aquí para ver el tutorial 05 sobre mapas procedurales.

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