Tutoriales 3D

Tutorial 07, parte 2: Sombreados en iluminación

3dsmax_sombrasEn el mundo real, la iluminación afecta nuestras vidas desde ángulos muy variados: permite distinguir siluetas y formas, afecta nuestros estados de ánimo (por ejemplo, las luces de una discoteca), nos alerta sobre peligros u otras indicaciones (semáforo, sirenas, etc.), nos entretiene, etc. Existen muchas fuentes de luz natural y artificial que nos generan muchas variables de iluminación. Intentar emular esas variables en un espacio 3D es el objetivo de las herramientas de iluminación en 3DSMAX. El programa basa a su representación de la iluminación en el ángulo que inciden los rayos en las caras de los objetos. Si este ángulo es perpendicular la iluminación es máxima, en ángulos menores esta irá decreciendo hasta desaparecer cuando los rayos queden tangentes a la superficie.

En la segunda parte del tutorial veremos los tipos de sombreados de las luces standard y sus parámetros más importantes.

Tipos de sombreado

Todas las luces standard a excepción de Skylight comparten parámetros comunes de sombreado que son los siguientes:

Shadows On/Off: en este caso habilitamos o deshabilitamos la proyección de sombra y además podremos elegir el tipo de estas. Al clickear en Use Global Settings, habilitamos la sombra de tipo Shadow Map por defecto.

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Render realizado con Sombra (Shadow) desactivada.

Los tipos de sombra que podemos elegir en esta persiana son los siguientes:

– Shadow Map: Es el sistema más sencillo de utilizar pero a su vez su sombreado es el menos configurable de todos, y su resultado no es del todo realista ya que no respeta las transparencias de los materiales pero tiene la ventaja de ser relativamente rápida de calcular en el renderizado.

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– Mental Ray Shadow Map: Similar al primero pero se utiliza junto al motor de render Mental Ray.

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– Area Shadows: es el que genera las sombras más precisas y configurables, pero es también la más demorosa en cuanto a renderizado.

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– Ray Traced Shadows: un sistema muy utilizado pues podemos configurar sombreados precisos y realistas, ya que a diferencia de Shadow Map sì respeta la transparencia de los materiales, aunque se debe configurar para generar sombras difusas.

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– Advanced Ray Traced Shadows: Las sombras de Raytrace avanzado son similares a las sombras de Raytrace. No obstante, ofrecen más control sobre el comportamiento de las sombras además de tener parámetros en común con Area Shadows.

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Técnicas de sombreado

En 3DSMAX existen dos populares técnicas para el cálculo de sombras: la primera es mediante el método llamado raytraced shadows y la segunda es mediante depth-mapped shadow o shadow-map.

Un mapa de sombras o Shadow Map es una imagen que se compone en una fase previa al render de la escena, su principal característica es que puede generar sombras con bordes suavizados. Otra ventaja que tiene es que para calcularla el programa requiere de pocos recursos. Su principal desventaja es que no puede reconocer los distintos grados de opacidad ni puede reflejar los colores proyectados por los objetos semitransparentes.

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Raytraced Shadow traza el recorrido de un rayo de luz desde la fuente de iluminación para iluminar cada punto de un objeto. Este tipo de cálculo es bastante preciso al determinar si algún objeto bloquea parte de la luz para crear sombras. Su principal ventaja es que reconoce los distintos grados de opacidad de los objetos y materiales traslúcidos. Su principal desventaja es que es más lenta de calcular que Shadow map y que siempre generan sombreados de bordes duros.

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Parámetros generales de sombreado

Todas las luces standard comparten parámetros comunes de sombreado, los cuales son los siguientes:

Color: por defecto es el color negro, y nos permite definir el color de la sombra, el cual afecta a todos los objetos que la reciben y que por ello sean afectados por el emisor de luz.

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Render realizado con sombras de color amarillo.

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Render realizado con sombras de color azul.

Densidad (Dens.): por defecto posee el valor 1, y define el nivel de oscuridad y/o claridad de la sombra. Mientras más bajo sea el valor de la densidad (menores a 1 y negativos) la sombra será más clara, y viceversa.

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Render realizado con Dens. en valor 0,5.

Map: nos permite seleccionar una imagen (Bitmap), un mapa o video y proyectarlos como sombra.

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Lights Affects Shadow Color: nos indica que la luz afecta el color de la sombra, combinando el color de la luz con el de la sombra. Si lo desactivamos, nos muestra la combinación y si lo activamos, nos muestra el color de la sombra.

Atmosphere shadows: permite que efectos atmosféricos puedan proyectar sombra.

Parámetros extendidos de sombreado

Los parámetros extendidos de sombreado dependen del tipo de sombra que elijamos para realizar el cálculo de sombras.

Parámetros de la sombra Shadow Map

Bias: su valor por defecto es 1. Bias desplaza la sombra acercándola o alejándola en relación al objeto u objetos que la proyectan. A medida que aumenta el valor la sombra se esfuma hasta casi desaparecer.

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Render normal de Shadow Map, con Bias en 1.

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Render de Shadow Map, con Bias en 7.

Size: Su valor por defecto es 512. Size define el tamaño (en píxeles cuadrados) del mapa de sombras que se calcula para la luz. Aumentando los valores de size podremos generar sombras más duras.

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Render de Shadow Map con el valor 2000 en Size, donde notamos que la sombra es más definida.

Sample Range: Por defecto es 4, y especifica qué proporción del área comprendida en la sombra se promedia. Afecta a la suavidad de la arista de la sombra. Su rango va desde 0,01 a 50,0.

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Render de Shadow Map con el valor 16 en Sample Range, donde notamos que la sombra es más difusa.

2 sided Shadow: Cuando está activada, se tienen en cuenta las caras ocultas a la hora de calcular las sombras. Los objetos vistos desde el interior no reciben iluminación de las luces procedentes del exterior. Cuando está desactivado se ignoran las caras ocultas, lo que hace que las luces exteriores iluminen el interior de los objetos.

Parámetros de la sombra Ray Traced Shadow

Ray Bias: su valor por defecto es 0,2. Al igual que la sombra Shadow Map, Ray Bias desplaza la sombra acercándola o alejándola respecto al objeto u objetos que la proyectan.

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Render normal de Ray Traced Shadow, con Bias en 0,2.

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Render normal de Ray Traced Shadow, con Bias en 5.

Máx Quad tree Depth: Ajusta la profundidad del árbol de cuadrantes utilizado por Raytrace. Los valores altos pueden mejorar el tiempo de Raytrace a costa de la memoria. Sin embargo, hay un valor de profundidad en el que la mejora del rendimiento queda desplazada por el tiempo que se tarda en generar el árbol de cuadrantes mismo. Esto depende de la geometría de la escena.

2 sided Shadow: Cuando está activada, se tienen en cuenta las caras ocultas a la hora de calcular las sombras. Los objetos vistos desde el interior no reciben iluminación de las luces procedentes del exterior. Cuando está desactivado se ignoran las caras ocultas, lo que hace que las luces exteriores iluminen el interior de los objetos.

Parámetros de la sombra Advanced Ray Traced

Basic Options: Selecciona el tipo de Raytrace que se va a utilizar para generar las sombras. Podemos elegir entre tres opciones que son:

– Simple: Proyecta un único rayo de luz en dirección a la superficie y en este caso no se realiza ninguna alisación.

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– 1 pass antialias: Proyecta un haz de rayos. Cada superficie iluminada proyecta el mismo número de rayos, cuyo número se define en el contador de calidad de 1 pase.

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– 2 pass antialias: Es el modo habilitado por defecto y proyecta dos haces de rayos. El primer haz de rayos determina si el punto en cuestión está totalmente iluminado, sombreado o en la zona de penumbra (área débil) de la sombra. Si el punto se encuentra en la penumbra, se proyecta un segundo haz de rayos para afinar mejor los bordes. El número de rayos iniciales se especifica en el contador de calidad de 2 pases.

Antialiasing options: son las opciones de alisamiento. En estas tenemos:

Shadow Integrity: Número de rayos proyectados por una superficie iluminada.

Shadow Quality: Número de rayos secundarios proyectados por una superficie iluminada.

Podremos ajustar la calidad e integridad de las sombras dejando los valores por defecto o aumentando los rangos que van de 1 a 15. Los valores más altos generarán más pixeles en las sombras.

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Render efectuado con Shadow Quality y Shadow Integrity en 15.

Shadow Spread: Radio, expresado en píxeles, para desenfocar el borde de alisación. Por defecto es 1,25.

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Render efectuado con Shadow Spread en 6,5.

Shadow Bias: Por defecto es 0,25. Shadow bias define la distancia mínima a la que un objeto debe estar para proyectar una sombra, medida desde el punto que se sombrea. Esto impide que las sombras desenfocadas afecten a las superficies en que no deben proyectarse. A medida que se incrementa el valor de desenfoque, debería incrementarse también el Shadow Bias.

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Render efectuado con Shadow Bias en 3.

Jitter Amount: Añade aleatoriedad a las posiciones de los rayos. Inicialmente, los rayos siguen un patrón muy regular que puede mostrarse en la parte desenfocada de la sombra como artificios regulares. La aleatoriedad transforma los artificios en ruido, lo que suele resultar inadvertido para el ojo. Los valores recomendados son de 0,25 a 1,0. No obstante, las sombras muy desenfocadas requerirán una aleatoriedad mayor.

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Render efectuado con Shadow Spread en 6,5 y valor de Jitter Amount en 5.

Parámetros de la sombra Area Shadows

Basic Options: Selecciona el modo en que se generan las sombras de área. Podemos elegir 5 opciones que son:

– Simple: Proyecta un único rayo desde la luz a la superficie. No se realiza ningún cálculo de alisación ni de luz de área.

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– Rectangle Light: A partir de la luz, proyecta los rayos siguiendo una matriz rectangular. Es la opción por defecto.

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– Disc Light: A partir de la luz, proyecta los rayos siguiendo una matriz circular.

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– Box Light: A partir de la luz, proyecta los rayos como si fueran una caja.

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– Sphere Light: A partir de la luz, proyecta los rayos como si fueran una esfera.

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Antialiasing options: son las opciones de alisamiento. Son las mismas que en el caso de Advanced Ray Traced Shadows.

Area Light Dimensions: Son las dimensiones que se aplican a una luz virtual que se emplea para calcular el sombreado del área. No afectan al objeto de luz real. Según el modo de proyecxtar las sombras que elijamos podemos definir las 3 dimensiones:

– Length: Define la longitud de la sombra de área.
– Width: Define la anchura de la sombra de área.
– Height: Define la altura de la sombra de área.

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Render realizado con las opciones de Alisación por defecto, en el modo Rectangle Light y definiendo los valores de Lenght en 1 y Width en 2.

Este es el fin del tutorial 07, parte 2.


Bibliografía utilizada:

– Tutorial Luces y Sombras del profesor Sebastián Huenchual H., Carrera Animación Digital 3D, Instituto DGM.

– 3DSMAX User Guide reference.

– Manuales USERS 3DSMAX por Daniel Venditti. Ediciones MP, Buenos Aires, Argentina.


Temas relacionados  

Tutorial 07, parte 3: Iluminación Fotométrica

3dsmax_fotometricaEn el mundo real, la iluminación afecta nuestras vidas desde ángulos muy variados: permite distinguir siluetas y formas, afecta nuestros estados de ánimo (por ejemplo, las luces de una discoteca), nos alerta sobre peligros u otras indicaciones (semáforo, sirenas, etc.), nos entretiene, etc. Existen muchas fuentes de luz natural y artificial que nos generan muchas variables de iluminación. Intentar emular esas variables en un espacio 3D es el objetivo de las herramientas de iluminación en 3DSMAX. El programa basa a su representación de la iluminación en el ángulo que inciden los rayos en las caras de los objetos. Si este ángulo es perpendicular la iluminación es máxima, en ángulos menores esta irá decreciendo hasta desaparecer cuando los rayos queden tangentes a la superficie.

En esta tercera parte del tutorial de iluminación veremos las luces de tipo fotométrico y sus propiedades más importantes.

Luces fotométricas

Las luces fotométricas son tipos de luces que utilizan valores fotométricos (energía de luz) que permiten definir las luces con más precisión, igual que si fuesen reales. En ellas podemos definir la distribución, intensidad, temperatura de color y otras características propias de las luces reales. También se pueden importar archivos fotométricos específicos de fabricantes de luces para diseñar la iluminación de acuerdo con las luces disponibles en el mercado. Estos archivos poseen extensión IES.

A diferencia de las luces standard, las luces fotométricas utilizan valores reales de iluminación y por ende, podemos asignar valores en las unidades propias de Fotometría Internacional:

– Candelas.
– Luminancias o lumen.
– Luxes.

La Candela (símbolo cd) es la unidad básica del SI de intensidad luminosa, es decir, la energía emitida por una fuente de luz en una dirección particular, ponderado por la función de luminosidad. Una vela común emite luz con una intensidad lumínica de aproximadamente una candela. Si las emisiones en algunas direcciones es bloqueado por una barrera opaca, la emisión todavía sería de aproximadamente una candela en las direcciones que no están oscurecidas.

El Lumen (símbolo lm) es la unidad del Sistema Internacional de Medidas para medir el flujo luminoso y básicamente es una medida de la potencia luminosa emitida por la fuente. El flujo luminoso se diferencia del flujo radiante en que el primero contempla la sensibilidad variable del ojo humano a las diferentes longitudes de onda de la luz y el último involucra toda la radiación electromagnética emitida por la fuente sin considerar si tal radiación es visible o no.

El Lux (símbolo lx) es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la iluminancia o nivel de iluminación y equivale a un lumen/m². Se usa en la fotometría como medida de la luminancia, tomando en cuenta las diferentes longitudes de onda según la función de luminosidad, un modelo estándar de la sensibilidad a la luz del ojo humano. El lux se define como la iluminación de 1 m por una fuente de luz que emite un flujo luminoso de 1 lumen.

La diferencia entre el lux y el lumen consiste en que el lux toma en cuenta la superficie sobre la que el flujo luminoso se distribuye. 1.000 lúmenes, concentrados sobre un metro cuadrado, iluminan esa superficie con 1.000 lux. Los mismos mil lúmenes, distribuidos sobre 10 metros cuadrados, producen una iluminancia de sólo 100 lux.

Si aplicamos esto en un ejemplo práctico, una iluminancia de 500 lux nos bastaría para iluminar una cocina con un simple tubo fluorescente. Pero si quisiéramos iluminar una fábrica al mismo nivel, se pueden requerir decenas de tubos. En otras palabras, iluminar un área mayor al mismo nivel de lux requiere un número mayor de lúmenes.

Podemos apreciar mejor esta diferencia en el siguiente esquema:

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Diferencia entre Lumen y Lux, en 1 mde superficie.

Luces fotométricas en 3DSMAX

En 3DSMAX, las luces fotométricas comparten parámetros similares a las ya estudiadas luces standard como la atenuación lejana o el tipo de sombra, pero estas además tienen sus propias variables entre las cuales podemos destacar las siguientes:

Light distribution: especifica el tipo de distribución de la luz en la superficie o espacio. Esta puede ser de tipo red fotométrica o Photometric Web, Spotlight o Spot, Uniform Diffusse y Uniform Spherical:

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Tipos de distribución de luz fotométrica. De izquierda a derecha: Photometric Web con un archivo IES cargado (donde notamos que la forma de la lámpara cambia), Spotlight, Uniform Spherical/diffuse y Photometric Web sin un archivo IES cargado.

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Luz aplicada con distribución tipo Photometric Web, con un archivo IES cargado.

fotometric001

Luz aplicada con distribución tipo Spotlight.

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Luz aplicada con distribución tipo Uniform Diffuse.

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Luz aplicada con distribución tipo Uniform Spherical.

3dsmax_gi008Cuando estamos en el tipo de distribución llamado Photometric Web, podremos cargar archivos del fabricante de luces (usualmente de extensión IES) presionando el botón <point_street> (en las versiones antiguas de 3DSMAX) o en <Choose Photometric file> (en las versiones modernas) en la persiana Distribution (Photometric Web). Una vez que presionamos el botón podremos elegir el archivo IES que queramos y este se cargará en la luz, reemplazando a la “ampolleta” o forma de la lámpara que aparece por defecto, tal como se ve en la imagen de las distribuciones de luz de más arriba.

fotometric002

Luz aplicada con distribución tipo Photometric Web, con archivo IES cargado.

Intensity/color/attenuation: En este caso podremos asignar la cantidad de intensidad en las unidades lumínicas correspondientes (luminancias o lúmenes, candelas o luxes). El valor por defecto asignado es de unas 1.500 Candelas. También podemos elegir colores de luces provenientes de distintos tipos de configuraciones lumínicas como tubos fluorescentes, halógenos, lámparas incandescentes u otros. también podremos asignar el color de la luz según los grados Kelvin que establezcamos. Los valores de Kelvin fluctúan entre 1.000 y 20.000 y establecer el valor mínimo el mínimo implicará una luz muy cálida, mientras que el valor máximo será una luz muy fría. El valor por defecto de los grados Kelvin es 3.600.

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Render aplicado con 1.000 Grados Kelvin.

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Render aplicado con 3.500 Grados Kelvin.

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Render aplicado con 10.000 Grados Kelvin.

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Render aplicado con 20.000 Grados Kelvin.

En el caso de la atenuación (Attenuation), podremos definir sólo la atenuación lejana (Far Attenuation) ya que en la realidad, no existe la atenuación cercana o Near Attenuation de la luz. Esta se configura de igual forma que con las luces standard.

Shape/Area Shadows: en esta opción podremos definir la forma en la que se proyecta la luz desde el emisor mediante la persiana Emit light from (shape). En esta tenemos las siguientes opciones:

– Point: proyecta una luz de punto, de forma similar a una ampolleta. Es la opción que viene por defecto y que utiliza la mayoría de los archivos IES al ser cargados.

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– Line: proyecta la luz en forma lineal y es el ideal para simular, por ejemplo, tubos fluorescentes. Podremos configurar su largo mediante la opción Lenght.

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– Rectangle: proyecta la luz en forma de rectángulo. Podremos configurar el tamaño de este mediante las opciones Lenght y Width.

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– Disc: proyecta la luz en forma de disco. Podremos configurar su radio mediante la opción Radius.

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– Sphere: proyecta la luz en forma de esfera. Podremos configurar su radio mediante la opción Radius.

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– Cylinder: proyecta la luz en forma de cilindro. Podremos configurar su radio mediante la opción Radius y su altura mediante Height.

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fotometric007En los casos de distribución de tipo Rectangle, Disc, Sphere y cylinder podremos ver la forma de la distribución de la luz en el render si activamos la casilla Light Shape visible in Rendering.

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Render aplicado con Light Shape Visible in Rendering, con la distribución tipo Rectangle visible (Logarithmic Exposure Control activado).

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Render aplicado con Light Shape Visible in Rendering, con la distribución tipo Disc visible (Logarithmic Exposure Control activado).

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Render aplicado con Light Shape Visible in Rendering, con la distribución tipo Sphere visible (Logarithmic Exposure Control activado).

Templates: en esta interesante opción podremos elegir de forma directa los tipos de configuraciones de luz realistas ya que tenemos por ejemplo las ampolletas de 40, 60 y 100 Watts, faros halógenos y otras luces exteriores y fuertes, como las luces de calle o incluso de un estadio.

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Template 100W bulb (ampolleta de 100 watts).

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Template 4ft Cover Fluorescent (fluorescente).

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Template Street 400W Lamp (lámpara de calle de 400 watts).

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Template Stadium 1000W Lamp (lámpara de estadio de 1.000 watts).

Las luces fotométricas son recomendadas para ser utilizadas preferentemente con el motor de render Mental Ray ya que producen resultados más realistas y satisfactorios. También debemos tomar en cuenta que siempre debemos modelar nuestros objetos con medidas reales ya que las luces trabajan con estos valores y por ende los resultados son más precisos. Por último, en escenas interiores se recomienda aplicar GI mediante Mental Ray o Radiosity (Default Scanline Renderer) para generar la iluminación indirecta.

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Render realizado con 4 luces fotométricas y aplicando el Plugin Radiosity.

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Render realizado con 4 luces fotométricas y aplicando GI de Mental Ray.


Bibliografía utilizada:

– Wikipedia en español: http://es.wikipedia.org.

– Web Iluminación Arquitectónica (imagen esquema Lumen/Lux):
http://editorial.cda.ulpgc.es/instalacion/7_OPTATIVAS/LAU/LAU0_introduccion/lau01_fundamentos.htm

– Tutorial GI Standard y Mental Ray del profesor Sebastián Huenchual H., Carrera Animación Digital 3D, Instituto DGM.

– 3DSMAX User Guide reference.

– Manuales USERS 3DSMAX por Daniel Venditti. Ediciones MP, Buenos Aires, Argentina.


Descargar Tutorial (PDF) y Archivos Base (MAX 2013):

3dsmax_download

Temas relacionados  

Tutorial 03b: Herramienta Array (matriz)

3dsmax_arrayEn este tutorial conoceremos las diversas herramientas de matrices que nos ofrece 3DSMAX como Array. array nos permite realizar copias mediante filas y columnas, pero además podremos realizar las copias en pisos (eje Z). Comenzaremos conociendo las funciones de Array mediante la construcción de primitivas base y luego aplicando la herramienta correspondiente.

Para comenzar, Abrimos 3DSMAX (no necesitaremos modificar ningún parámetro por ahora).

Aplicando Array:

Antes de comenzar a utilizar esta herramienta previamente dibujaremos una línea ortogonal (presionando Shift) mediante los shapes de 3DSMAX y dibujaremos un cilindro que tendrá los siguientes parámetros:

Radius: 5, Height: 100.

Centramos el cilindro en el punto de origen y guardamos. Ahora procederemos a aplicar Array a este cilindro, seleccionándolo previamente. Como su nombre lo indica, Array (matriz) nos permite crear matrices de objetos mediante filas y columnas que definirán copias tanto en los ejes X, Y y/o Z. Podemos seleccionar esta herramienta en Tools >> Array. En el caso de nuestra escena, primeramente seleccionamos el cilindro y luego ejecutamos Array. Nos aparecerá el siguiente cuadro:

Donde tenemos lo siguiente:

Incremental/Totals X, Y y Z: si seleccionamos Incremental nos permite incrementar los valores de las distancias, rotaciones o escalas entre cada elemento, en Totals estableceremos los valores totales dependiendo del número de elementos. Ambos parámetros están relacionados entre sí ya que por ejemplo, si tenemos 4 elementos en Count y en Totals X establecemos la distancia 100, la distancia entre cada elemento en Incremental X será 25 de (ya que 25 x 4 = 100).

Move, Rotate y Scale: estas flechas son muy importantes pues nos permitirán seleccionar las variables que queramos incrementar, tanto entre elementos como en los totales. Presionando cada flecha podemos establecer si elegimos Incremental o Totals en cada transformación.

De esto se desprende que podremos ejecutar matrices de tipo rectangular, polar y escalada.

En el caso de los Incrementals y Totals, las unidades serán las siguientes: en el caso de move los valores serán los que trabajamos por defecto o la unidad de medida que le asignemos a 3DSMAX. En el caso de Rotate la unidad será en grados (degrees) y en el caso de Scale, será de porcentaje (percent).

Array Dimensions: nos permite establecer el tipo de matriz y el o los ejes en los cuales se crearán las copias. Si elegimos 1D, las copias se crearán en una dimensión según los valores que definamos en Incrementals. Si elegimos 2D agregaremos una segunda dimensión o eje y si elegimos 3D, tendremos las copias en las 3 dimensiones del espacio 3D.

Podremos ver la previsualización de nuestras copias presionando el botón Preview. En Total in Array veremos el total de los elementos que compondrán nuestra matriz y si hacemos click en Display as Box las copias se mostrarán como una caja en lugar de las formas 3D. Cuando hayamos configurado los parámetros presionamos OK para confirmar o Cancel para cancelar la operación. También podemos elegir el tipo de objeto resultante (Copy, Instance o Reference).

Aunque en principio parece un poco difícil entender este cuadro, realizaremos algunos ejercicios donde nos quedará claro el uso de esta herramienta.

Para ello volvemos a nuestro cilindro, ahora coloquemos el valor 20 a Incremental X en Move y en 1D asignemos el valor 6, junto con presionar Preview para ver el resultado, el cual debiera verse tal como en la foto de abajo:

Notaremos que el cilindro se ha copiado 5 veces en el eje X lo que nos da un total de 6 copias, y la distancia entre el punto de pivote de cada uno de los cilindros es de 20, lo que hace un total de 120 si vemos el valor de Totals en X.

Ahora coloquemos -10 a Incremental Y sin cambiar el resto de los parámetros. Esto hará que los elementos de la matriz se muevan en diagonal y hacia nosotros ya que ahora hemos agregado en el eje Y la distancia de -10 entre cada elemento, tal como se ve en la imagen de abajo. Esto es así porque recordemos que en el plano cartesiano, las distancias negativas en Y van hacia abajo. Si el valor fuera positivo las formas formarían una diagonal pero hacia arriba de la línea de origen.

Notaremos que las copias se mantienen en la diagonal ya que como hemos elegido la opción 1D, no crea más copias que en una sola “dimensión” aún cuando podemos manejar los valores de X, Y y Z, pero afectarán sólo a esta fila o columna de copias.

Para corroborar esto, asignemos ahora el valor -10 a Incremental Z. Esto hará que la distancia entre cada elemento de la matriz tome el valor -10 en el eje Z y por ende las formas bajan. Notaremos también que el valor Totals en Z es de -60, tal como se ve en la imagen de abajo:

De esto se desprende que si queremos realizar copias en el eje X sólo basta colocar la cantidad de elementos en 1D y luego la distancia entre los elementos en Incremental X, en el caso de Y lo hacemos en Incremental Y y en el caso de Z lo realizamos en Incremental Z.

En el caso que utilicemos la opción Rotate, es mejor utilizar los valores en Totals ya que como se expresan en grados, es más fácil realizar las divisiones si se conoce el ángulo total. En este caso la matriz será de tipo polar y tomará como base el punto de pivote del primer cilindro, y la rotación se efectuará en torno al eje que escojamos, en la foto de abajo por ejemplo, la rotación se efectúa en X.

Y aquí está el resultado de la rotación en torno a los ejes Y y Z, aplicando el valor 360. En caso que realicemos la rotación en Z, debemos tener el cilindro en posición horizontal para ver el resultado, tal como se ve en la imagen de más abajo:

Para el caso que utilicemos la opción Scale, es exactamente igual que en los casos anteriores, la diferencia es que los valores estarán expresados en porcentaje y los incrementos se aplicarán uno sobre otro. Es decir, si por ejemplo en nuestro cilindro aplicamos el valor 16 en incremental X y 111 (111%) en Incremental X Scale, la siguiente copia se escalará con ese valor, y la subsiguiente será la copia anterior ya escalada y se le volverá a aplicar ese 111%. El resultado en X en nuestro cilindro es el siguiente:

El resultado en Y, esta vez utilizando un 128% será el siguiente:

 El resultado en Z, esta vez utilizando un 82% será el siguiente: nótese que esta vez, la escala disminuye y por ende el tamaño de los objetos de la matriz.

Debemos recordar que en el caso de Scale, el valor 100 corresponderá al tamaño real de la forma 3D, y bajo ese margen estaremos reduciendo. Por el contrario, valores superiores al 100 agrandarán las dimensiones y por ende el objeto.

Y por supuesto, y al igual que en el caso de Spacing Tool, podemos combinar estos valores para formar diversos efectos en la matriz como podemos ver en la foto de al lado donde se han modificado los valores en Move, Rotate y Scale logrando este curioso efecto en el total de la matriz 1D:

Ahora bien, ya somos capaces de entender el manejo de las matrices en 1D, pero ahora ¿cómo creamos una matriz en 2 o 3 dimensiones? La respuesta está en el cuadro Array Dimensions y para activar la matriz en 2D simplemente cambiamos el modo a 2D y en el valor de Count asignamos la cantidad de copias. Sin embargo debemos tener en cuenta la opción Incremental Row donde además debemos asignar la distancia entre los elementos de esta segunda dimensión.

Para aclarar esto, volvemos a nuestro cilindro y esta vez asignamos el valor 20 en incremental en X (move), cambiamos a 2D y asignamos el valor 5 en Count. En Incremental Row Y escribimos el valor 20 y activamos Preview. Hemos creado una matriz en 2D y el resultado es el de la foto de la derecha. Como apreciamos, se crean 5 columnas en el eje Y y la distancia entre los objetos es de 20.

Al igual que en el caso de las matrices 1D, podemos modificar el movimiento de esta matriz simplemente manipulando los valores de Incremental Row. Si en el caso de nuestro cilindro modificamos el valor de Incremental Row en X a 10, notaremos como la matriz 2D se mueve en diagonal hacia el eje X tomando como referencia la distancia 10 entre los objetos.

También podemos realizar lo mismo en Z pero en este caso, la matriz subirá o bajará en diagonal tomando como referencia la distancia entre objetos en Z. En el caso de la imagen de abajo, se han modificado los parámetros de Incremental Row colocando el valor -29 en Z y manteniendo el valor de Y en 20.

Finalmente, si queremos obtener una matriz en 3 dimensiones simplemente cambiamos el modo de Array Dimensions a 3D, además de cambiar los valores de Count y la distancia de Incremental Row en Z para ver el resultado. En el caso de este ejercicio, en el modo 3D el valor de Count será 2 y la distancia en Z será de 120 para ver el resultado, el cual es el de la foto de abajo:

Debemos tomar en cuenta que si en el modo 3D cambiamos los valores de Count en 1D y 2D, esto afectará a los elementos de toda la matriz. Y al igual que en los casos anteriores, los valores que escribamos en X, Y y Z en Incremental Row moverán los elementos de la matriz 3D en torno a X, Y y Z. En la imagen de abajo por ejemplo, el valor en X de Incremental Row es 30 y el de Z, 110. Los elementos de la fila en Z se mueven hacia la izquierda, en torno al eje X.

Finalmente en este otro ejemplo, el valor en Y de Incremental Row es -60 y el de Z, 110. Los elementos de la fila en Z se mueven hacia nosotros, en torno al eje Y.

Este es el fin del tutorial 03b.

Temas relacionados  

Tutorial 03a: Spacing Tool (espaciado)

3dsmax_spacingEn este tutorial conoceremos las diversas herramientas de matrices que nos ofrece 3DSMAX como Spacing Tool, la cual nos permite ir distribuyendo de manera precisa copias de un objeto a través de un recorrido. Comenzaremos conociendo las funciones de Spacing Tool mediante la construcción de primitivas base, y luego aplicando la herramienta correspondiente.

Para comenzar, Abrimos 3DSMAX (no necesitaremos modificar ningún parámetro por ahora).

Aplicando Spacing Tool:

Antes de comenzar a utilizar esta herramienta previamente dibujaremos una línea ortogonal (presionando Shift) mediante los shapes de 3DSMAX y dibujaremos un cilindro que tendrá los siguientes parámetros:

Radius: 5, Height: 100.

Centramos el cilindro en el punto de origen y guardamos. La idea es que la escena nos quede de forma similar a la foto de abajo:

sptool00

Como su nombre lo indica, Spacing Tool nos permite distribuir copias de manera uniforme de un objeto en torno a un espacio determinado o recorrido. Podemos seleccionar esta herramienta en Tools >> Align >> Spacing Tool (imagen de abajo a la derecha). En el caso de nuestra escena, primeramente seleccionamos el cilindro y luego ejecutamos spacing Tool. Nos aparecerá el siguiente cuadro:

Si presionamos el botón Pick Path (obtener recorrido), podremos seleccionar la línea en la cual las copias se distribuirán de forma uniforme según el número de copias que establecimos en el campo Count. Si en cambio elegimos la opción Pick Points (obtener puntos), podremos elegir puntos cualesquiera en el espacio y en la recta que se forma entre estos se distribuirán nuestras copias.

En esta imagen de abajo vemos la aplicación de Spacing Tool mediante la opción Pick Points: en el caso de nuestra escena, seleccionamos el primer extremo de la línea y hacemos click, luego el siguiente para finalizar con click:

sptool01b_pickpoints

El resultado final es que las copias se distribuirán a lo largo de la recta formada entre estos puntos, indicada en verde. Esto puede realizarse en cualquier coordenada del espacio 3D si utilizamos esta opción, sin necesidad de dibujar una línea.

Ahora bien, si elegimos la opción Pick Path nos bastará con elegir la línea para que las copias se distribuyan en ella. En el caso de nuestra escena establecimos el valor 6 en Count lo cual se refleja claramente en el resultado final (imagen de abajo), además que el botón de Pick Path ahora cambia al nombre de la línea.

Entre los parámetros más importantes de Spacing Tool encontramos los siguientes:

Count: indica la cantidad de elementos. Podemos determinar la cantidad de elementos que queremos distribuir en la línea o el espacio.

Spacing: espacio entre los puntos de pivote de cada elemento. Por defecto este nos distribuye equitativamente el espacio de los elementos de acuerdo al recorrido o los puntos que hemos elegido, pero si lo activamos podemos modificar a nuestro antojo esta distancia, la cual puede ser menor que el recorrido o salirse de este (foto de arriba).

Start Offset: nos permite definir la distancia de inicio de la distribución de los elementos. Por defecto la primera copia se establece en el primer extremo de una línea o primer punto, pero si la activamos podremos modificar esta distancia a nuestro antojo. En el caso de nuestra escena (imagen del abajo), se ha aplicado el valor 50 a Start Offset y claramente vemos como la distribución empieza a moverse 50 UG respecto al primer extremo de la línea.

End Offset: nos permite definir la distancia final de la distribución de los elementos. Por defecto la última copia se establece en el segundo extremo de una línea o segundo punto, pero si la activamos podremos modificar esta distancia a nuestro antojo. En el caso de nuestra escena (imagen de abajo), se ha aplicado el valor 50 a Start Offset y claramente vemos como la distribución empieza a moverse 50 UG respecto al extremo inferior de la línea.

Una cosa interesante de Start Offset y End Offset es que ambas pueden combinarse y aplicarse al mismo tiempo, lo que influirá evidentemente en la distancia final de las copias. Sin embargo, si activamos ambas al mismo tiempo no podremos activar la opción de Spacing.

Debajo de estas opciones también podemos ver un menú desplegable que nos indica particularmente qué tomaremos en cuenta en la subdivisión, como por ejemplo activar o desactivar las opciones.

Las opciones de este menú son:

Free Center: centro libre.

Divide Evenly, Objects at ends: divide equitativamente objetos en los extremos. Esta es la opción por defecto.

Centered, Specify Spacing: Centrado, se puede especificar espacio mediante Spacing.

End Offset: especificar final de recorrido.

End Offset, divide Evenly: final de recorrido, dividir equitativamente.

Start Offset, Specify Spacing: final de recorrido, especificar espacio.

Start Offset: especificar inicio de recorrido.

Start Offset, divide Evenly: inicio de recorrido, dividir equitativamente.

Start Offset, Specify Spacing: inicio de recorrido, especificar espacio.

Specify Offsets and Spacing: especifica inicio, fin de recorrido y espacio entre los elementos.

Specify Offsets, Divide Evenly: especifica inicio, fin de recorrido y dividir equitativamente.

Space from end, Unbounded: al activarlo y aumentar el valor de Space, End Offset tomará el mismo valor de forma ilimitada.

Space from end, Specify Number: al activarlo y aumentar el valor de Count, End Offset tomará el mismo valor que Spacing y los objetos se irán distribuyendo en el recorrido (tomando el extremo inicial como base), aunque a mayor cantidad de objetos más pequeño es el valor de spacing.

Space from end, Specify Spacing: al activarlo y aumentar el valor de Spacing, los objetos irán disminuyendo su número. Si disminuimos su valor, los objetos aumentarán en cantidad y se distribuirán a lo largo del recorrido a partir del extremo final.

Space from Start, Unbounded: al activarlo y aumentar el valor de Spacing, Start Offset tomará el mismo valor de forma ilimitada.

Space from Start, Specify Number: al activarlo y aumentar el valor de Count, Start Offset tomará el mismo valor que Spacing y los objetos se irán distribuyendo en el recorrido (tomando el extremo final como base), aunque a mayor cantidad de objetos más pequeño es el valor de spacing.

Space from Start, Specify Spacing: al activarlo y aumentar el valor de Spacing, los objetos irán disminuyendo su número. Si disminuimos su valor, los objetos disminuir en cantidad y se distribuirán a lo largo del recorrido a partir del extremo inicial.

Specify Spacing, Matching Offsets: dividir equitativamente los objetos, pero estos se distribuyen hacia los extremos del recorrido y disminuirán en cantidad según aumentemos el valor de Spacing.

Divide Evenly, No Objects at Ends: dividir equitativamente los objetos, pero estos se distribuyen hacia los extremos del recorrido según aumentemos los objetos en Count.

Context: esta herramienta nos permite elegir bajo qué relación se especifica la distribución de los objetos. En el caso de la opciòn llamada Edges, tomará como punto un lado de la forma 3D de acuerdo a la imagen de abajo:

spacing001a

Y en el caso de Centers tomará el centro de esta (normalmente el punto de pivote):

spacing001

Una opción muy interesante de context es Follow (seguir), si la activamos permitirá a formas no redondas seguir el recorrido de la línea, tomando como referencia los ejes locales de los objetos. Esto es muy útil sobre todo cuando lo aplicamos en elementos ortogonales. En la imagen podemos ver la distribución típica de una box 3D a lo largo de una línea curva mediante Spacing Tool:

En la imagen de abajo (con Follow aplicado) vemos claramente que las formas siguen a la línea.

Type of Object: en esta opción podemos elegir el tipo de copia que realizará spacing Tool de acuerdo a los tipos que conocemos: Copy, Instance o Reference.

Finalmente podemos aplicar la transformación presionando Apply o cancelarla mediante Cancel.

Spacing Tool funciona tanto en formas rectas o curvas, también lo hace en formas 2D cerradas como rectángulos o elipses, aunque los efectos serán dispares según activemos la opción Follow o no.

sptool04c

sptool04d

Este es el fin del tutorial 03a.

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