Tutorial 09: Render y GI, parte 2: Sun & Sky

acad3d_09a_GI_renderCuando hablamos de una escena con iluminación tipo GI (Global Ilumination o Iluminación Global) lo que en realidad tenemos es Iluminación Indirecta, esto es, el rebote de la luz entre las diferentes superficies y por consiguiente la mezcla de colores entre ambas. En las antiguas versiones de AutoCAD lograr GI era prácticamente imposible, pero gracias a las mejoras del programa y sobre todo la adición del motor de Render Mental Ray de 3DSMAX podremos realizar configuraciones y renders bastante realistas y creíbles. Podremos configurar diversos parámetros de GI para lograr mayor realismo o generar ciertos efectos especiales de iluminación. A diferencia de otros programas como 3DSMAX, AutoCAD nos genera la iluminación GI de manera casi automática sin necesidad de agregar luces extras ni recordar configuraciones especiales.

En  esta segunda parte de Render y GI veremos los parámetros más importantes de Sun & Sky y de iluminación global o GI en AutoCAD.

Definiendo Parámetros de Sun & Sky

Seguiremos con el ejercicio del tutorial anterior. Ya definimos distintos tipos de fondo mediante el comando Background y aplicamos la opción Sun & Sky. Podremos configurar todos los parámetros de la iluminación global en la persiana Render. Si clickeamos en ella veremos las siguientes herramientas:

acad_gi2_00

Ya hemos visto el grupo Materials. El comando Create Light y el grupo Render serán vistos en otro tutorial por lo que en este caso nos ocuparemos del grupo llamado Sun & Location. Este grupo nos permitirá definir los parámetros de iluminación solar y si elegimos la opción Sun & Sky en el comando Background, por defecto aparece activado el ícono Sun Status. Este ícono nos permitirá activar o desactivar el “Sol” y si está desactivado lo podremos activar sin necesidad de escribir background. Si lo desactivamos,  las sombras en los objetos respecto a este ya no serán mostradas:

acad_gi2_01

Render realizado en modo Sun & Sky, pero desactivando el Sol apagando el ícono de Sun Status.

Otra forma de desactivar o activar el Sol es mediante el comando llamado sunstatus:

acad_gi2_01b

Al invocar este comando podremos dar los siguientes valores:

0 para desactivar el Sol.
1 para activarlo.

Si tenemos desactivado el Sol y lo volvemos a activar nos aparecerá el cuadro siguiente:

acad_gi2_01c

Este cuadro nos advertirá que las luces artificiales y solares no serán mostradas en la viewport si la luz por defecto está activada. Elegiremos la primera opción (Turn off the defaul lighting) y con esto podremos ver de forma correcta la luz solar en la viewport:

acad_gi2_01gPodremos configurar el cómo queremos que se nos muestre la iluminación en la viewport mediante la opción Shadows del grupo Light. Por defecto nos aparece la opción No Shadows el cual no nos muestra ninguna sombra, sin embargo podremos cambiar a la opción Ground Shadows que nos muestra las sombras en el suelo y finalmente a Full Shadows que nos mostrará todo tipo de sombras en la viewport:

acad_gi2_01f

Viewport en el modo No Shadows.

acad_gi2_01d

Viewport en el modo Ground Shadows.

acad_gi2_01e

Viewport en el modo Full Shadows.

También podremos cambiar estos parámetros mediante el comando vsshadows:

acad_gi2_02

Al invocar este comando podremos dar los siguientes valores:

0 para activar No Shadows.
1 para activar Ground Shadows.
2 para activar Full Shadows.

acad_gi2_03Otro parámetro importante de Sun & Sky es, justamente, el “cielo” o Sky ya que este nos permitirá definir si lo desactivamos, si lo dejamos como fondo o si le aplicamos Iluminación Solar con Raytraced. Si bien ya vimos el comando Background,  el cielo tene relación con este ya según el tipo de cielo que elijamos afectará la configuración que hayamos realizado antes mediante este comando. Las opciones de Sky son:

Sky Off: desactivamos el cielo. Si lo elegimos, desactivamos la opción Sun & Sky y volveremos a la última configuración que realizamos mediante el comando Background:

acad_gi2_03b

En la imagen se ha activado la opción Sky Off, y en la viewport (y en el render) se vuelve a la última configuración del fondo realizada: en el ejemplo fue “image”.

Sky Background: activamos el cielo. Si lo elegimos, activamos la opción Sun & Sky del comando Background:

acad_gi2_03c

En la imagen se ha activado la opción Sky Background, y en la viewport (y en el render) se activa la opción Sun & Sky.

Sky Background and Ilumination: la mejor opción de todas, ya que además de activar el cielo agregaremos al modelo 3D la iluminación mediante Raytraced gracias al motor de render Mental Ray que viene con el programa. Al realizar el render, notaremos que se demora un poco más de lo habitual pues AutoCAD aplica primeramente un suavizado (Final Gather) y luego realiza el render final donde se agrega el GI:

acad_gi2_04

Render realizado sólo con la opción de Sky Background activada. Nótese que las sombras son negras y bastante oscuras, dando una sensación poco realista.

acad_gi2_04b

Proceso de realización del render aplicando la opción Sky Background and Ilumination. Aplicación del suavizado Final Gather, fase 1.

acad_gi2_04c

Proceso de realización del render aplicando la opción Sky Background and Ilumination. Aplicación del suavizado Final Gather, fase 2.

acad_gi2_04d

Render final realizado con la opción de Sky Background and Ilumination activada. Nótese que las sombras son más reales y el trazado de rayos es más suave.

También podremos cambiar estos parámetros mediante el comando skystatus (abreviado sky):

acad_gi2_04e

Al invocar este comando podremos dar los siguientes valores:

0 para activar Sky Off.
1 para activar Sky Background.
2 para activar Sky Background and Ilumination.

Si activamos cualquiera de las dos opciones de cielo notaremos algo muy curioso e interesante: podremos ver el disco del “Sol” con sólo girar nuestro modelo debajo de la cota 0 y mirando hacia arriba, intentando ubicarlo:

acad_gi2_05

Nota especial: en algunos casos al ejecutar el comando Background no aparece la opción Sun & Sky, tal como se ve en la imagen:

ssky_00

Si esto ocurre debemos realizar lo siguiente:

a) Utilizamos el comando llamado PERSPECTIVE y cambiamos su valor de 0 a 1. Con esto logramos que aparezcan las opciones de Sky, ya que este sólo trabaja en vistas de perspectiva:

ssky_01

b) Elegimos Sky Background and Ilumination (o dejamos en 2 el valor de SKYSTATUS).

c) Ejecutamos el comando LIGHTINGUNITS y cambiamos su valor de 0 a 1. Con esto haremos que aparezca el fondo:

ssky_02

Si ejecutamos BACKGROUND una vez hecho esto, ahora sí estará disponible la opción Sun & Sky y con esto resolvemos el problema.

Definiendo el lugar geográfico del Sol

acad_gi2_06Como ya sabemos, AutoCAD nos permite colocar el sol y el cielo mediante Sun & Sky y realizar GI mediante Sky Background and Ilumination. Sabemos también que en la realidad la iluminación del Sol no es la misma puesto que varía según el lugar, la hora, el día y la estación del año. Por esto mismo es que el programa nos permite emular de la mejor manera posible este fenómeno mediante la configuración de la locación y la fecha mediante el menú de arriba a la derecha. Las opciones a nuestra disposición son:

Set Location (comandos GEO o GEOGRAPHLOCATION): al presionarlo podremos elegir un lugar físico en el planeta Tierra desde donde queremos que se tome en cuenta la posición del Sol. Al marcar la opción nos aparecerá el siguiente cuadro:

acad_gi2_06b

En este caso se nos preguntará si queremos:

a) Importar archivos de extensiones kml o kmz (archivos de Google Earth). Estos archivos contienen la información del lugar físico que elijamos. Lo bueno de esta opción es que podremos importar la ubicación exacta de nuestro terreno.

b) Importar una locación actual desde Google Earth (este debe estar instalado en nuestro PC). Lo bueno de esta opción es que podremos importar la ubicación exacta de nuestro terreno.

c) Establecer las coordenadas manualmente (opción no disponible en AutoCAD 2014 o superior). Esta opción es más genérica puesto que no permite importar ubicaciones exactas sino más bien toma en cuenta las regiones o ciudades del mundo.

Para nuestro ejercicio elegiremos la última opción. Nos aparecerá el cuadro de abajo y sus opciones son las siguientes:

acad_gi2_06c

Menú Decimal Lat/Long: podremos elegir entre dos sistemas de introduccion de coordenadas: sólo Latitud y Longitud (por defecto) y Grados, minutos y segundos además de ambas coordenadas (Degrees Minutes Secons Lat/Long).

acad_gi2_06d

En la imagen se ha aplicado la opción Degrees Minutes Secons Lat/Long.

Si presionamos el botón Use Map, podremos acceder a un cuadro donde podremos elegir la región del mundo en que queremos colocar las coordenadas (Region), la ciudad más cercana a ella (Nearest City) y la zona horaria (Time Zone):

acad_gi2_06e

Si después de elegir la región hacemos click en algún país del mapa, inmediatamente elegiremos la ciudad más cercana de este:

acad_gi2_06f

En el ejemplo se ha elegido como región World, se ha realizado click en el mapa de Chile y la ciudad más cercana es Santiago. Se ha establecido Time Zone en -04:00 que corresponde a Santiago de Chile.

Si la ciudad que queremos no aparece en la opción Use Map, bastará buscar las coordenadas de esta y luego introducirlas como Latitud y Longitud. Al configurar los parámetros de time Zone aparecerá un cuadro que nos preguntará si queremos aceptar la nueva zona horaria o no:

acad_gi2_06p

Elegimos la opción “Accept updated time zone” y luego damos OK. Con esto aplicaremos el nuevo lugar y la nueva zona horaria, y por ende la sombra proyectada en en render ya no será la misma:

acad_gi2_06g

Render realizado con los parámetros del cuadro anterior, donde notamos que la sombra es contraria a los renders anteriores que fueron hechos con la zona por defecto (San Francisco, EEUU).

acad_gi2_06hNorth direction: en este caso podremos definir la dirección en que se encuentra el “Norte” geográfico. Para no tener problemas con esta opción debemos saber que en AutoCAD por defecto la aguja de la brújula apunta hacia arriba (ángulo 0°) y esta coincide con el eje Y. Podremos alterar el ángulo de este tomando la brújula y girando la aguja mediante el mouse (clickeando sobre esta y moviendo el mouse con el botón primario presionado), o estableciendo un ángulo (en el ejemplo del lado derecho es 90°).

acad_gi2_06i

Render realizado con los parámetros del render anterior (Santiago), pero el Norte fue girado en ángulo de 90° y ahora este coincide con el eje X. Esta vez las sombras se proyectan de forma diferente al render anterior.

acad_gi2_06lCoordinates and elevation: nos permite definir la posición en el plano XY del “geo-marker”, el cual como su nombre lo indica es un marcador geográfico que se posiciona por defecto en el punto de origen 0,0,0 y nos sirve para indicar la posición geográfica de nuestro modelo 3D para ser exportado sin problemas a programas como por ejemoplo, Google Earth. Podemos cambiar esta posición mediante la introducción de coordenadas X,Y,Z o de forma personalizada haciendo click en cualquier punto del plano si presionamos el ícono del lado de los valores en X.

acad_gi2_06j

Geo-Marker en la posición por defecto 0,0,0.

acad_gi2_06k

Geo-Marker en una posición personalizada.

Elevation nos permite establecer la altura relativa que geo-marker usará como punto de información respecto a un punto de referencia fijo (por ejemplo, con elevation podemos definir X metros sobre el nivel del mar).

Podemos hacer visible o no el Geo-marker mediante el comando geomarkervisibility o su abreviatura geom, cambiando el valor 1 (encendido) por el valor 0 para apagarlo.

acad_gi2_06mUp direction: con este parámetro establecemos el sentido de altura del marcador geo-marker. Podemos hacerlo mediante la opción +Z (arriba hacia abajo), -Z (abajo hacia arriba) o de forma personalizada haciendo click en cualquier punto del plano si elegimos Custom Direction y luego presionamos el ícono del lado de los valores en X.

acad_gi2_06n

Geo-Marker con Up Direction en -Z.

Una vez que hayamos configurado la zona geográfica, las variables de geo-marker y el Norte geográfico, podremos editarlo si escribimos el comando Geo o presionamos el ícono Set Location. en este caso nos aparece el siguiente cuadro:

acad_gi2_06o

Donde podremos editar la locación actual (Edit the geographic location), definir una nueva (Define a new geographic location) o borrar la locación (Remove the geographic location).

Definiendo fecha y estación del año

acad_gi2_06Como podemos ver ya hemos definido los parámetros base de nuestra iluminación solar y el lugar geográfico desde donde el Sol iluminará nuestra composición. Ahora definiremos los rengos de estaciones del año, fecha y hora ya que son claves para realizar estudios de asoleo y generar renders de carácter más realista. Para definirlos simplemente iremos al menú donde se ensuentra Set Locations y nos daremos cuenta que están activadas la opciones Date y Time. Si colocamos el puntero del mouse en cualquiera de las barras, presionamos y mantenemos el botón primario y lo movemos, podremos ajustar tanto la fecha como la Hora en que queremos que el Sol ilumine la composición. Debemos considerar eso sí que en Date el formato es el siguiente: mes/día/año en lugar del tradicional, ya que está basado en el calendario Estadounidense.

Podemos definir las horas o días que queramos y la iluminación solar y el Render se ajustarán automáticamente a esta configuración, como se ve en estos ejemplos tomados en la Zona de Santiago de Chile:

acad_gi2_07

Render realizado el 20 de Enero a las 7:40 AM (Verano).

acad_gi2_07b

Render realizado el 20 de Agosto a las 7:40 AM (Invierno).

acad_gi2_08

Render realizado el 20 de Enero a las 1:00 PM (Verano).

acad_gi2_08b

Render realizado el 20 de Agosto a las 1:00 PM (Invierno).

acad_gi2_09

Render realizado el 20 de Enero a las 5:40 PM (17:40 hrs, Verano).

acad_gi2_09b

Render realizado el 20 de Agosto a las 5:40 PM (17:40 hrs, Invierno).

Si bien realizar la configuración de tiempo y fecha es algo relativamente sencillo, puede traer problemas pues es difícil establecer una hora o una fecha exacta debido a la poca precisión del movimiento del mouse. Por esto en una siguiente parte del tutorial configuraremos los parámetros avanzados de Sun & Sky, aplicaremos iluminación Indirecta o GI y veremos los parámetros de Render.

Podemos mejorar el render aplicando el efeto de GI para lograr la Iluminación Global, es decir, que la luz rebote en las superficies tiñendo el material. Para ello, iremos a las opciones de render del menú o escribiremos el comando RPREF en la barra de comandos.

luces_acad020

Al hacerlo nos aparece el cuadro con todas las opciones de Render, y allí buscamos la persiana llamada Indirect Illumination. En este caso encendemos la ampolleta haciendo click en ella, y con esto ya tenemos configurado el GI (por el momento no debemos hacer nada más):

luces_acad020b

Realizamos un render y este es el resultado:

acad_gi_05a

Este es el fin del tutorial 09, parte 2.

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