Tutoriales y apuntes recomendados

Tutorial 14: Inserción de referencias o XREF, aplicado en 3D

Como ya lo hicimos anteriormente en el tutorial correspondiente a AutoCAD 2D, definiremos como referencias externas o "XREFs" a archivos específicos que cumplen la función de servir como guía, calco o referencia para realizar dibujos complejos. Estos archivos pueden ser de imagen, del mismo software (DWG) o también de otros programas similares como Microstation. También explicamos el cómo se realizaban bloques o dibujos complejos utilizando esta técnica, pero en este nuevo tutorial llevaremos el concepto de XREF a la aplicación práctica en la gestión y modelado de proyectos tridimensionales. XREF nos servirá de sobremanera en proyectos 3D de carácter complejo ...

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AutoCAD 2D Tutorial 06b, Cota Leader

Como sabemos, dibujar en AutoCAD tiene como fin llevar lo dibujado en la pantalla a la realidad mediante la construcción de una pieza, una máquina, un producto o un proyecto de Arquitectura. Para que eso sea posible, la teoría del dibujo técnico establece dos requisitos indispensables que deben cumplirse si se ha dibujado algo que ha de fabricarse en un taller (si es una pieza, máquina o un producto) o construirse en un terreno, si es que hablamos de una edificación: - Que las vistas del dibujo no permitan dudas respecto a su forma. - Que la descripción de su tamaño sea ...

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Maquetería 04: Introducción y tipos de maquetas

Concepto de maquetería Definiremos como Maquetería al arte de fabricar maquetas. A partir de esto definiremos una "maqueta" como una representación tridimensional o 3D de un objeto o evento. La maqueta puede ser funcional o no y además puede representar eventos u objetos reales o ficticios: Maqueta de una escena ferroviaria, en escala H0 (1:87). En este tipo de maquetas los trenes y las señales ferroviarias funcionan gracias a un complejo sistema eléctrico. Maqueta de la X-Wing de Star Wars, en escala 1:29. Este tipo de maquetas poseen funciones como abrir la cabina, mover las alas o una base para exhibición. La maqueta generalmente se suele ...

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Maquetería 06: Materiales para maquetería

Uno de los fines de la maquetería es la representación de los proyectos y/o elementos de la forma más realista posible. Por esto mismo es que los materiales que se utilicen deben emular de la mejor forma posible la materialidad, texturas o colores del proyecto original como por ejemplo el concreto, el vidrio o la madera. Los materiales utilizados para la construcción de maquetas son muy variados, y de hecho prácticamente cualquier material puede utilizarse para este fin. Sin embargo en el mercado encontraremos varios materiales especialmente creados para este arte. Los materiales principales utilizados son los siguientes: El Cartón El cartón es ...

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Comandos AutoCAD Tutorial 03: helpers o ayudantes de dibujo

En AutoCAD ya hemos aprendido las unidades básicas de dibujo y las cuatro formas en que podemos realizar estos en el programa. Sin embargo, dibujar elementos y formas complejos es algo difícil ya que el espacio donde trabajamos es un plano de carácter “ilimitado” y por ello es difícil colocar límites claros para nuestro trabajo y además de eso, es difícil dibujar "a pulso" en el programa sin cometer errores. Por esto mismo, AutoCAD pone a nuestra disposición una serie de ayudantes para nuestros dibujos llamados Helpers, de modo de facilitar la ejecución de estos y por ende, ahorrar tiempo ...

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Comandos AutoCAD Tutorial 04: referencia a objetos (OSNAPS)

Si bien en un tutorial anterior estudiamos el concepto de coordenadas X e Y en AutoCAD y que evidentemente el programa lo sigue utilizando como base para el dibujo 2D y 3D, estas fueron pensadas originalmente para equipos sin las capacidades de hoy en día, cuando las primeras versiones de AutoCAD sólo tenían textos y la famosa barra de comandos. En ese entonces los comandos e instrucciones se ejecutaban exclusivamente desde el teclado escribiendo el nombre del comando en la barra y luego presionando la tecla enter. Gracias al avance de la informática y por ende del programa mismo, hoy ...

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Comandos AutoCAD Tutorial 12: comandos Move y Copy

En este tutorial veremos los diferentes comandos de transformaciones move y copy en AutoCAD los cuales, como sus nombres lo indican, nos permitirán desplazar y/o copiar uno o más objetos hacia cualquier posición del área de dibujo. Además veremos aplicaciones exclusivas del comando copy como Array, el cual nos permitirá no solo copiar una gran cantidad de elementos sino que también nos permite distribuirlos en torno a un elemento o distancia. El comando Move Un comando importantísimo en AutoCAD es el llamado mover o simplemente move. Move nos permitirá mover desde una posición a otra uno o más elementos del dibujo sean estos ...

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Comandos AutoCAD Tutorial 15: el comando Array

En este nuevo tutorial veremos otro de los comandos más versátiles de AutoCAD, ya que se trata del comando llamado array o lo que es lo mismo, la copia de objetos mediante matrices o arreglos las cuales permiten distribuir copias en el espacio y pueden ser de tipo rectangular, polar o en referencia a un recorrido o también llamado path. En este artículo veremos los tres tipos de matriz que posee el comando array además de aplicaciones exclusivas (mediante ejemplos y archivos) de este comando, e información complementaria respecto a su uso en el dibujo 2D y en otro tipo de ...

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AutoCAD 2D Tutorial 06: Acotación y estilos de cota

Como sabemos, dibujar en AutoCAD tiene como fin llevar lo dibujado de la pantalla a la realidad mediante la construcción de una pieza, una máquina, producto o un proyecto de Arquitectura. Para que eso sea posible, la teoría del dibujo técnico establece dos requisitos indispensables que deben cumplirse si se ha dibujado algo que ha de fabricarse en un taller (si es una pieza, máquina o un producto) o construirse en un terreno, si es que hablamos de una edificación: - Que las vistas del dibujo no permitan dudas respecto a su forma. - Que la descripción de su tamaño sea exacta. ...

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AutoCAD 2D Tutorial 09: layout y diseño para impresión

El final de cualquier dibujo que realicemos en AutoCAD se refleja siempre en el dibujo impreso. Para los arquitectos, por ejemplo, AutoCAD es ideal para la elaboración de planos, auténtica materia prima para su trabajo en el desarrollo y supervisión de una construcción. Sin embargo, AutoCAD es además una excelente herramienta para el diseño, lo que implica que solamente nos concentraremos en realizar el dibujo sin preocupaciones, ya que no importa si los dibujos están o no dispuestos de manera adecuada para elaboración del soporte (plano) ya que para esto tenemos el layout, el cual nos permitirá configurar el dibujo ...

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Dibujo Técnico: tipos de perspectivas

Acerca de las perspectivas Para la representación de objetos en el dibujo técnico se utilizan diversas proyecciones que se traducen en vistas de un objeto o proyecto, las cuales suelen ser los planos o vistas 3D que nos permiten la interpretación y construcción de este. El dibujo técnico consiste en esencia en representar de forma ortogonal varias vistas cuidadosamente escogidas, con las cuales es posible definir de forma precisa su forma, dimensiones y características. Además de las vistas tradicionales en 2D se utilizan proyecciones tridimensionales representadas en dos dimensiones llamadas perspectivas. Los cuatro tipos de perspectivas base son: Isométrica (ortogonal) Militar (oblicua) Caballera (oblicua) Cónica ...

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Dibujo Técnico: convenciones sobre el dibujo de Arquitectura

Acerca del dibujo arquitectónico Como ya sabemos, la expresión gráfica que se utiliza en la Arquitectura está definida por un conjunto de especificaciones y normas y a la vez estas son parte de lo que conocemos como dibujo técnico. El ojo humano está diseñado para ver en 3 dimensiones: largo, alto y ancho. Sin embargo, estas sufren distorsión dependiendo de la distancia y la posición donde esté situada la persona respecto al objeto que se observa. Por lógica no podríamos construir ese objeto si lo dibujásemos “tal cual” lo vemos, ya que para ello fuera posible el objeto tendría que mantener su ...

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Dibujo Técnico: tipos de línea, grosores y usos

Las líneas en Arquitectura y en Ingeniería Las líneas en arquitectura y en dibujo técnico cumplen un papel fundamental en la representación de nuestro proyecto, pues nos permiten definir las formas y las simbologías precisas para la correcta interpretación y posterior construcción de este. Sin los distintos tipos de línea nuestro dibujo se parecería más a un dibujo artístico y sin los grosores, nuestro dibujo pasaría a ser plano y no sería comprendido en su totalidad por el ejecutante o constructor. Las líneas se clasifican, según la NCh657, en los siguientes tipos y clases: Los tipos de líneas se usan según los ...

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Dibujo Técnico: la escala y sus aplicaciones

La escala de los planos Como ya sabemos, si dibujamos un proyecto de arquitectura o un objeto grande es imposible que lo podamos hacer "a tamaño real" pues los formatos de papel son limitados a un ancho máximo de 1,2 mts, y además por razones prácticas (tamaño, peso, transporte y portabilidad) y de lectura es inviable. Plano en tamaño real de Vardehaugen. A pesar de ser un concepto muy interesante y bonito de apreciar, nos muestra el problema de "dibujar" un proyecto en su tamaño verdadero. Si por el contrario dibujamos un objeto muy pequeño en un papel tenemos un problema similar, ya ...

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AutoCAD 3D Tutorial 02: Modelado 3D con primitivas (templo griego)

Uno de los principios básicos del modelado 3D es que todos los objetos que existen en la realidad y en la naturaleza nacen a partir de las llamadas "primitivas". Una primitiva se define como la geometría 3D o Poliedros básicos que pueden representarse tridimensionalmente mediante maquetas físicas o virtuales. Una de las características más importantes de estas es que si estas se modifican y/o editan ya sea mediante adición de estas, sustracción u otras acciones, van definiendo formas mucho más complejas. Por esto mismo y al igual que en cualquier otro programa 3D, en AutoCAD existen geometrías 3D llamadas “primitivas básicas” ...

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AutoCAD 3D Tutorial 11: Consejos para un buen modelo 3D

En este tutorial se pretende dar consejos para realizar una buena gestión del modelado 3D en AutoCAD sin morir en el intento (o lo que es igual, sin que nuestro computador colapse y/o que nuestro archivo 3D pese demasiados megas). Estos consejos están basados fundamentalmente en mi experiencia como docente y sobre todo como modelador y animador 3D, y la idea es que estos les sean útiles para todos quienes quieran gestionar de forma eficiente sus modelos 3D en AutoCAD, o para quienes están comenzando a realizar sus primeros proyectos. Para el correcto modelado 3D es necesario seguir ciertas pautas o ...

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AutoCAD 3D Tutorial 13: UCS, aplicación en modelado 3D

En esta ocasión y dado que hacía mucho tiempo que no se realizaba un tutorial sobre modelado en AutoCAD 3D, hoy nos corresponde mostrar uno de los comandos más eficientes y a la vez de los menos utilizados en el mundo del 3D de AutoCAD: se trata del comando llamado UCS o "User Coordinate System" ya que este es un sistema que nos permite modificar la posición del sistema standard de los ejes coordenados (X,Y,Z), para adaptarlo a cualquier lugar y/o posición para así facilitar el modelado y/o adición o sustraccion de elementos. En esta ocasión modelaremos la estructura en ...

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Planimetría 01: Planta de Arquitectura

Definiremos la planta de Arquitectura como un CORTE de tipo HORIZONTAL del edificio o proyecto mediante un plano virtual el cual a su vez remueve la parte superior del edificio. Este corte se realiza usualmente a 1,20 o 1,40 mts y nos sirve para definir la estructura y los espacios principales del proyecto o edificación, en su largo y ancho. La planta es fundamental para comprender un proyecto pues las proporciones y dimensiones de esta son la base para la construcción de este. El concepto queda graficado en el siguiente ejemplo: En el caso de la planta en particular, al estar el plano ...

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Planimetría 02: Corte de Arquitectura

Podemos definir un corte de Arquitectura como una sección o "corte" (valga la redundancia) mediante un plano VERTICAL de una edificación, edificio o proyecto de Arquitectura, y nos sirve para definir la relación de escala, proporción, alturas y los elementos estructurales del proyecto frente al contexto. A diferencia de la planta, el corte puede en teoría efectuarse en cualquier parte del proyecto y por ello deberá definirse mediante una señalización de este en la planta y además tener un "sentido", es decir, una dirección hacia donde queremos visualizar los elementos del corte mismo. Este concepto se puede graficar mediante el siguiente ...

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Planimetría 03: Elevaciones en Arquitectura

Definiremos como elevaciones a las proyecciones ortogonales bidimensionales de TODAS las caras visibles de un proyecto, vivienda o edificio, utilizando la ya conocida proyección ortogonal de puntos. Estas caras se proyectan en planos imaginarios paralelos a la cara en cuestión y por ello, pueden ser representadas mediante planos bidimensionales. Las elevaciones también se denominan fachadas o alzados. El concepto de las elevaciones puede graficarse en el siguiente esquema: En el esquema notamos que el Norte geográfico está representado en el modelo ya que el nombre de cada cara dependerá de su ubicación geográfica respecto al terreno. El resultado de la proyección de cada ...

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Planimetría 04: Representación en planos de muros, puertas y ventanas

En este apunte se muestran las representaciones de los principales objetos en una planta de Arquitectura, en base principalmente a la NCh745 para el caso de las puertas y ventanas. Cabe destacar que estas normas son válidas tanto para el dibujo a mano como mediante software. Representación de muros en planta y corte En el caso de la Arquitectura la representación de muros más utilizada es la línea de contorno sin relleno. Esta debe ir valorizada según la importancia jerárquica o estructural del elemento. Este tipo de representación es válido tanto en planta como en cortes de un proyecto. Los ejemplos de abajo ...

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Tutoriales 3D

3DSMAX Tutorial 11: motor ART Render, Introducción y configuración

En 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 este tutorial nos introduciremos al motor de render que viene por defecto en 3DSMAX 2017, y se trata nada más ni nada menos que del motor llamado ART Render. Estudiaremos la configuración global de este y su integración con Physical Camera.

Preparando la escena

Una de las cosas más interesantes del nuevo motor ART Render es que nos permite lograr resultados bastante aceptables sin necesidad de realizar tantas configuraciones como ocurre, por ejemplo, con Mental Ray. Al igual como sucede con otros motores de render, ART Render trae sus propios materiales llamados Physical Material y además incorpora una nueva cámara llamada Physical camera. Ambos serán tratados en profundidad en un siguiente tutorial. Para analizar los parámetros de este motor de render prepararemos una escena básica y sin aplicar materiales de tipo Physical sino que sólo con colores base. En nuestro caso la escena es la siguiente:

En este caso tenemos un bloque de 3DSMAX con un plano base y le hemos aplicado una cámara llamada Physical camera. Esta cámara es la que agrega por defecto 3DMAX 2017 cuando la colocams mediante CRTL+C, y es parte importante de este motor de render ya que este tipo de cámara incorpora un “exposure control” propio para así poder diferenciar el render de la vista de la cámara del de otras perspectivas, las cuales utilizarán el valor EV de la exposición global o Exposure global.

Configurando el motor de render mediante ART Render Setup

Para configurar el motor de render debemos ir al icono de Render Setup, el cual tiene un diseño algo diferente respecto a las versiones anteriores de 3DSMAX. En esta opción llegamos al menú de render y configuración donde ya notamos que el motor de render por defecto es ART Render, y el diseño del panel es mucho más sencillo de manejar.

Nos vamos a la persiana ART Renderer para acceder a los parámetros de este motor de render:

Como se ve en la imagen, y a diferencia de otros motores de render como Mental Ray, el panel de configuración de ART Render es mucho más sencillo ya que no requiere de configuraciones excesivas ni detalles tan elaborados para lograr un buen resultado. Este motor es similar al que viene en AutoCAD 2016 ya que también podremos configurar el render según calidad, tiempo o cantidad de iteraciones (levels). Entre sus parámetros más importantes se destacan:

Render Quality

Nos permite definir la calidad del render mediante valores expresados en dB (Noise Level o nivel de ruido) lo cual implicará que a mayor cantidad de dB mejor calidad del render.

Si renderizamos la escena anterior mediante F9, notaremos que el motor ya incluye la iluminación global y además el render tendrá mayor o menor ruido o granizado (noise) dependiendo de la calidad en que hayamos renderizado. Si elegimos Min (1 dB) el nivel de ruido en el render será el máximo mientras que en Max (100 dB) tendremos prácticamente “0” nivel de ruido, pero el tiempo de render aumenta de forma muy considerable.

Renderizado en calidad Min, 1 dB.

Renderizado en calidad Draft, 20 dB.

Renderizado en calidad Medium, 28 dB.

Renderizado en calidad High, 33 dB.

Renderizado en calidad X-High, 55 dB.

Stop rendering ever quality is not attained (detener el renderizado siempre que la calidad no sea lograda)

Al igual que en AutoCAD, esta opción nos permite además de definir la calidad de render, el tiempo o la cantidad de iteraciones (o levels) que queremos que este se realice. Podremos activar estas opciones si es que el render se demora demasiado (como al renderizarlo en calidad Max) o si no queremos la calidad por defecto que establecimos previamente en Render Quality.

Lightning and material Fidelity (fidelidad de la iluminación y materiales)

Esta opción controla la técnica utilizada para renderizar la imagen. Por defecto nos aparece la opción Fast Path Tracing que nos dará renders relativamente rápidos y optimizará la iluminación indirecta para minimizar el ruido (noise) aunque comprometen la iluminación y la fidelidad del sombreado, y la opción Advanced Path Tracing es la que nos da los mejores resultados y calidad ya que la fidelidad es muy alta, aunque el tiempo de render aumentará.

Render en calidad High, realizado mediante Fast Path Tracing.

Render en calidad High, realizado mediante Advanced Path Tracing.

Noise Filtering (filtrado de ruido)

Esta opción nos permite filtrar en porcentaje el ruido o granizado del render, no importando el tipo de calidad de este. Podemos elegir desde el 0% o Unfiltered (sin filtro) hasta la calidad 100% o Fully filtered (totalmente filtrado). Evidentemente mientras más se filtre el ruido y/o la calidad sea mejor, el tiempo de render aumentará.

Render realizado en calidad medium, con 0% o Unfiltered.

Render realizado en calidad medium, con 50% de Noise Filtering.

Render realizado en calidad medium, con 100% o Fully filtered.

Anti-Aliasing

Nos permite ajustar el antialiasing o eliminar los “dientes de sierra” de los bordes de un modelo o de un render. En este caso al mínimo de píxeles que podemos configurar es 1,0 y conforme lo vayamos aumentando, la imagen sufrirá un “blur” o desenfoque debido al efecto propio del antialisado. El valor por defecto es 3.

Render realizado en calidad medium, con 1 píxel de antialiasing.

Render realizado en calidad medium, con 3 píxeles de antialiasing (valor por defecto).

Render realizado en calidad medium, con 10 píxeles de antialiasing.

Si bien este motor de render ya cuenta con la iluminación global aplicada, los aspectos más importantes de edición de esta (como zona geográfica o el Norte) no pueden ser modificados a primera vista. Para esto debemos configurarla mediante un nuevo parámetro de luz llamado Sun Positioner.

Configurando la iluminación global en ART Render

Para configurar la iluminación global en ART Render necesitaremos colocar una nueva luz solar llamada Sun Positioner. Este posicionador de Sol nos permitirá editar parámetros como la zona geográfica, lugar, tiempo y girar el Norte geográfico si es necesario. Para colocarla en la escena, nos vamos a la vista Top y en el panel de “añadir elementos” vamos al icono de luces y elegimos la persiana Photometric:

Una vez aquí elegiremos la opción Sun Positioner y la insertaremos de forma similar a Daylight de Mental Ray, es decir: clickeamos en el origen para definir el target de la luz, luego giramos con el mouse para definir el norte y mediante click y el movimiento de este, definir la altura orbital. En nuestra escena, insertaremos la luz en la vista Top:

Definiendo la luz Sun Positioner en la escena.

Al igual que en el caso de Mental Ray, sólo debemos colocar una luz en toda la escena. Debemos tener cuidado al seleccionarla puesto que no nos servirá tomarla por el “Sol”, sino que este tipo de luz deberá seleccionarse exclusivamente tomando el compass rose o la rosa de los vientos:

Selección de la luz Sun Positioner mediante el compass rose o rosa los vientos.

Si tomamos el compass rose y luego nos vamos al panel de modificar, encontraremos los siguientes parámetros:

Display: en este menú podemos elegir si queremos que se muestre la rosa de los vientos o no (show), ademas podremos definir el radio de esta y lo más importante: podremos girar el Norte geográfico mediante la opción North Offset. También podremos definir la distancia del sol al terreno (altura orbital) mediante Sun Distance.

Sun Position: al igual que en el caso de Daylight de Mental Ray, en esta opción podremos definir los parámetros generales de la iluminación como la fecha, el tiempo y la locación donde queremos que se aplique la iluminación del sol. Las opciones son:

Date, Time and Location: permite definir parámetros de tiempo, lugar y zona geográfica. Podremos definir la fecha mediante day, month y year además de las horas mediante el parámetro time. Lo interesante de esta opción es que podremos definir el lugar geográfico de manera similar a Mental Ray ya que si hacemos click en el lugar por defecto (San Francisco, CA) dentro del parámetro, podremos cambiarlo a otra zona geográfica y el Norte junto a la trayectoria solar se ajustarán.

Weather data File: esta opción nos permite cargar archivos especiales de lugar y tiempo llamados “EnergyPlus Weather Data File” cuya extensión es EPW, y que se usan principalmente en simulaciones climáticas con programas especiales como Energy plus o también Ecotect. Algunos de estos archivos pueden descargarse en https://energyplus.net/weather.

Inserción de un archivo EPW en la escena.

Manual: permite mover el Sol de forma manual ajustando los parámetros de Azimut y Altitude (Altitud), ya que no podemos mover el Sol de forma directa.

Moviendo el Sol de forma manual mediante los parámetros de Azimut y Altitude.

Si renderizamos la escena una vez insertado el Sun Positioner, el resultado será el siguiente:

Como vemos, la imagen es prácticamente blanca y por ende no muestra el resultado. Esto ocurre simplemente porque no hemos ajustado el parámetro de Exposure Control y además el valor de EV (Exposure Value) es muy bajo. Para ajustarlo, debemos ir a Rendering >>> Exposure control:

Estando ya en Exposure Control notaremos que al agregar el Sun Positioner, tendremos un nuevo tipo de Exposure control llamado Physical Camera Exposure Control, y que en el mapa de cielo se nos agrega uno nuevo llamado Physical Sun & Sky Environtment (mapa de cielo de Sun Positioner). Si bajamos un poco la persiana encontraremos un parámetro llamado Global Exposure donde notamos que efectivamente el valor de EV es 6, el cual es bajo para una escena exterior como en este caso.

En nuestra escena, si ajustamos el valor de EV de Global Exposure a 15 y realizamos un render, el resultado cambia de forma notable ya que logramos ver el modelo sin problemas:

Ajuste de valor a EV=15 y render resultante.

En el caso que tengamos una escena interior con luces, el valor de EV se debe ajustar a esas condiciones específicas (mediante valores bajos) de manera similar a Mental Ray. Volviendo a la escena en sí, además de Exposure Value tenemos otro parámetro muy importante llamado White Balance o balance de blancos, el cual nos permite ajustar la escena a los tipos de iluminación más comunes mediante tipos de lámparas o también un color específico. Las tres opciones que tenemos disponibles son:

Iluminant: esta opción nos permite elegir muchos tipos de iluminaciones ya configuradas como Daylight (por defecto), halógenos, flourescentes, lámparas de sodio, etc.

Render realizado con Daylight.

Render realizado con Sunlight.

Render realizado con Shade.

Render realizado con Halogen.

Render realizado con Low Pressure Sodium.

Temperature: ilumina la escena tomando en cuenta los grados K° (Kelvin). En valores menores los tonos serán cálidos y en valores mayores serán fríos, aunque en ete caso puntual tendremos variaciones de tonos según la cantidad de K° especificados. El valor de K° por defecto es 6400.

Render realizado con 100 K°.

Render realizado con 1.000 K°.

Render realizado con 3.000 K°.

Render realizado con 6.000 K°.

Render realizado con 10.000 K°.

Render realizado con 20.000 K°.

Custom: permite elegir un color para la iluminación y el balance. Esto afectará el entorno global de la escena.

Configuración y render resultante aplicando el color celeste.

Configuración y render resultante aplicando el color verde olivo.

Exposure Control y Physical Camera

Una de las ventajas interesantes de ART Render es que si tenemos colocada una cámara de tipo Physical Camera (por defecto en 3DSMAX 2017) podremos utilizar los parámetros de EV de esta ya que como se enunció antes, este tipo de cámara viene con su propio Exposure Control. Si seleccionamos la cámara y nos vamos al panel de modificar, encontraremos el siguiente menú:

En este menú tendremos las mismas opciones del cuadro Exposure Control de Rendering. Podemos modificar el valor de EV en Exposure Gain mediante la opción Target o hacerlo mediante la opción Manual, aunque en este último el valor estará dado en unidades ISO.

Además de lo anterior, también tendremos la opción White Balance ya explicada anteriormente. Lo interesante de esto es que si alteramos el valor de EV de la cámara, este afectará a la vista que esté afecta a la cámara en sí y no al resto de la iluminación global, por ende los parámetros que configuremos en esta sólo afectará al el render de la vista en sí y no a todo el proyecto completo.

Si queremos que los parámetros configurados en la Physical Camera se apliquen sólo a la vista de esta, debemos ir nuevamente a Rendering >>> Exposure Control y una vez allí activaremos la casilla Use Physical Controls if Available. Con esta opción los parámetros que se aplicarán en la vista serán los de la cámara y no los de GE (Global Exposure), siempre y cuando la Viewport a renderizar esté en la vista de la cámara:

Exposure Control con el parámetro Use Physical Camera If Available desactivado. En este ejemplo, en toda la escena prima el valor de EV de Global Exposure y el valor de este es 11.

Render del ejemplo anterior.

El mismo ejemplo anterior pero esta vez con el parámetro Use Physical Camera If Available activado. En este caso, en toda la escena prima el valor de EV de la vista de Physical Camera y el valor de EV de esta es 15 en lugar de 11.

Render del ejemplo anterior.

Si renderizamos una vista distinta de la cámara o una cámara que no sea Physical, notaremos que el valor de EV que prima es el de Global Exposure, ya que el valor de EV de Physical Camera sólo Afecta a la vista de esta y no al proyecto completo.

El mismo ejemplo anterior, con el parámetro Use Physical Camera If Available activado pero esta vez enfocado en una vista distinta de la Physical Camera. En este caso, en toda la escena prima el valor de EV de Global Exposure y en el ejemplo, el valor de EV de este es 11.

Render del ejemplo anterior.

Si agregamos una segunda o más cámaras de tipo Physical, podremos controlar el valor de EV de cada una de estas y renderizarlas de forma independiente según cada vista.

El mismo ejemplo anterior con el parámetro Use Physical Camera If Available activado pero esta vez se ha agregado una segunda Physical Camera. En este caso, el valor de EV de esta cámara es 13. La primera cámara mantiene sus mismos parámetros originales.

Render del ejemplo anterior.

Render de la vista superior del ejemplo anterior. En este caso la vista no está afecta por una Physical Camera ya que es una Perspectiva, y por ello este render toma el valor de EV de Global Exposure el cual es 11.

Este es el fin de este tutorial.

Descargar material del tutorial: ir a página de descargas.

3DSMAX Tutorial 08b: mr Portal Sky (iluminación interior con Mental Ray)

imuminacionmr_imagenEn 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 este tutorial veremos la forma más sencilla para iluminar un espacio interior utilizando el motor de render denominado Mental ray, que viene junto a 3DSMAX.

Preparando la escena

Para lograr una adecuada iluminación interior en cualquier motor de render se requiere de varios procedimientos o pasos previos ya que al contrario de lo que se cree, iluminar un interior en 3D no es sólo colocar una o más ampolletas sino que además requeriremos de varias luces auxiliares que iluminarán las zonas no visibles u oscuras, y en algunos casos se requerirá la utilización de algunas luces especiales exclusivas del motor de render.

Un sistema de iluminación básico de un objeto se compone de lo siguiente:

– Una luz principal que proyecta la sombra e ilumina el objeto completo (puede ser una luz artificial o la luz del Sol), con una intensidad moderada-alta y sombras activadas.

– Dos luces denominadas “de relleno” que se colocan en la parte trasera del objeto (usualmente una en cada lado), que tienen por función iluminar las zonas oscuras de este. Estas luces tienen mucho menos intensidad y tienen desactivadas las sombras.

Esto se puede ejemplificar claramente en el siguiente esquema:

imuminacionmr_esquema00

imuminacionmr_esquema

Planta y vista de cámara de un esquela básico de luces. La luz omni amarilla corresponde a la luz principal (de intensidad 1) que proyecta la sombra y en verde, las omni utilizadas para cubrir las zonas oscuras (de intensidad 0,4, de relleno). Abajo, el render generado por este sistema.

imuminacionmr_esquemarender

En este caso el sistema básico puede funcionar bien en escenas exteriores aunque por ser precisamente “básico”, debemos mejorarla agregando el rebote de luz o GI y cambiando la luz principal por un sistema de iluminación solar más preciso como Daylight. Sin embargo, para el caso de las escenas interiores y sobre todo si renderizamos con el motor de render Mental Ray, nuestra iluminación deberá considerar los siguientes pasos:

– Colocar un sistema de iluminación solar (Sunlight o Daylight).
– Asignar un fondo de “cielo” mediante una imagen bitmap o utilizar el mapa mr Physical Sky.
– Agregar la Iluminación Global o GI (Photon Mapping).
– Agregar la o las luces fotométricas requeridas por el espacio interno o nocturno.
– Agregar luces auxiliares sin sombras, para iluminar zonas oscuras o no iluminadas por las luces principales.
– Emular la luz de los vanos mediante la luz llamada mr Sky Portal.
– Agregar efectos como volume Light (optativo).
– Controlar la claridad y el control de exposición de nuestro render mediante la opción Exposure control.
– Controlar parámetros de render, como Diffuse bounces y Noise reduction. También se debe ajustar la calidad de la imagen.

Para este tutorial utilizaremos una escena básica de un espacio interior sencillo, y puede ser descargada en el siguiente enlace:

Descargar archivo base para el tutorial (3DSMAX 2015)

Ahora abrimos 3DSMAX y configuramos el motor de render en Mental Ray. Abrimos el archivo de la escena en el programa y tenemos lo siguiente:

imuminacionmr_00

En este caso tenemos una espacio sin materiales aplicados. Lo primero que haremos será insertar el sistema Daylight desde el ícono Systems del panel de creación. Es importante colocar el valor de EV en 15 tal como nos indica el Daylight al ser insertado en la escena (clickeando en la opción “Yes”):

imuminacionmr_00b

Al dibujar el Daylight, intentaremos dejar el compass (puntos cardinales) más o menos en el centro de la habitación para que la iluminación sea más precisa. Luego de hacerlo, vamos a motion y configuramos los parámetros de fecha, lugar y hora de acuerdo a la imagen del lado. En este caso dejaremos como zona geográfica Santiago de Chile, la hora será las 10:00 am, el mes será el 6 (Junio) y North direction estará en 270. Un aspecto importante a considerar es que si tenemos el 3DSMAX Design este automáticamente nos preguntará si queremos asignar el cielo especial para mental Ray llamado “Mr Physical sky”, pero si tenemos el 3DSMAX normal debemos configurarlo mediante el panel de modificar del sistema Daylight.

Para esto seleccionamos la luz Daylight y en el panel modificar cambiaremos la opción de Sunlight (luz de Sol) por mr Sun y en Skylight (luz de cielo) por mr Sky. Al elegir esta última opción, el programa nos dará la opción de asignar el cielo mr Physical Sky y evidentemente elegiremos la opción “yes”.

imuminacionmr_00d

Aceptamos y luego realizaremos un render para ver el resultado:

imuminacionmr_02

En este caso la imagen no tiene GI aplicado ni tampoco se han configurado otras opciones, por lo tanto ahora agregaremos el GI desde Render Setup >> Indirect Ilumination >> Enable Gobal Ilumination (GI) o Photon Mapping (GI).

imuminacionmr_19

Si realizamos un render nuevamente, el resultado es el siguiente:

imuminacionmr_03

Como vemos la escena está demasiado saturada de luz y por ello no es realista. Para mejorar el render iremos a Rendering >>> Exposure Control y ajustaremos los valores de exposure control. Elegiremos la opción mr Photographic Exposure Control:

imuminacionmr_03b

Ahora ajustaremos los valores de EV (Exposure Value). En el caso de iluminaciones con Mental Ray, los valores recomendados son:

Para escenas exteriores: 15 o 16.
Para escenas interiores: 10 a 12.
Para iluminación nocturna: 2 a 6, dependiendo de la iluminación aplicada. Se recomienda dejar Daylight en una hora nocturna en lugar de apagarlo o removerlo y si hacemos lo último, podremos colocar una luz Skylight (de tipo standard) y activando el mapa mr Physical Sky.

Tip: los valores de EV también pueden no ser cerrados, es decir, podremos asignar valores como 11.5, 10.34, etc.

Para nuestro ejemplo colocamos el valor de EV=15 y realizamos un render:

imuminacionmr_04

Notamos que nuestro render es demasiado oscuro ya que como vimos antes, este valor se recomienda para escenas exteriores. Para nuestro ejemplo, colocamos el valor de EV=11 y realizamos un render:

imuminacionmr_05

Nuestro render está mucho mejor y ya tiene una apariencia más realista. El siguiente paso es colocar luces artificiales que serán las que lleva nuestro espacio por defecto. En la vista top, colocaremos una luz photometric de tipo free en el plafón y luego realizamos un render:

imuminacionmr_06

Tip: se recomienda insertar las Free Lights en la vista Top, ya que por defecto apuntarán hacia abajo. Si luego se quiere especificar un target activamos la opción Targeted.

Evidentemente el plafón no tiene material aplicado pero esto lo resolveremos más tarde. Para el resto de las lámparas, estas serán de tipo Photometric y serán spotlights pero invertidas hacia arriba y ajustando los parámetros de HotSpot y Falloff.

imuminacionmr_06b

En este caso, las copias de las tres luces deberán ser de tipo instance. Realizamos el Render para ver el resultado:

imuminacionmr_07

Ahora colocamos la luz del apliqué la cual deberá ser similar a las anteriores, pero en este caso es una copia de las luces de la lámpara. realizamos un render para ver el resultado:

imuminacionmr_08

En este caso ya tenemos la iluminación artificial aplicada pero puede que tenga demasiada intensidad de luz. Podremos ajustar esto simplemente modificando la cantidad de Cd (candelas) junto con varias los parámetros de EV y hacer pruebas de render hasta conseguir un resultado adecuado, aunque dependerá de qué tipo de iluminación estemos realizando. Debemos recordar que los valores en candelas son reales y dependerán del tipo de lámparas o ampolletas utilizadas en la iluminación de los espacios. Los valores más comunes en Candelas para las luces más conocidas son:

Vela o bujía: 1 Cd.
LED de potencia:  90 Cd.
Lámpara incandescente 40 W: 40 Cd.
Lámpara incandescente 100 W: 130 Cd.
Lámpara fluorescente 40 W: 200 Cd.

En nuestro ejemplo ocuparemos los valores dados en los templates de la luz fotométrica pero NO ocuparemos el template mismo pues estos cambiarán el tipo de luz. Los valores a utilizar son:

– Plafón de cielo: 140 Cd (100W),
– Lámparas: 70 Cd (60 W)
– Apliqué lateral: 95 Cd (75 W).

Al realizar el render el resultado es el siguiente:

imuminacionmr_09

En este caso las luces artificiales son mucho menos notorias que al principio ya que las candelas son valores reales de iluminación y además debemos recordar que en el caso de la iluminación diurna, la luz natural siempre predominará por sobre la artificial. Si queremos ajustar la iluminación a Nocturna por ejemplo, debemos dejar el Daylight a una hora que sea de noche (20:00 hrs en adelante) y además bajar los valores de EV para conseguir un resultado óptimo:

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El mismo render anterior pero esta vez se ha asignado el valor de EV=5 y la hora de Daylight es 22:00 hrs.

Volviendo a nuestra escena, a pesar de que esta está iluminada mediante luz natural y artificial, notamos que hay zonas que están un poco oscuras. Podemos mejorar esas zonas aplicando luces auxiliares que resaltarán estas sin afectar a la composición general. Lo importante es que estas luces tengan una distribución de tipo uniform diffuse para no sobreiluminar el resto de los elementos, y que por supuesto tengan una menor intensidad de Cd.

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En el ejemplo se ha considerado una luz con un emit from shape de tipo rectangle y con una intensidad de 70 Cd para la zona detrás del sillón, y abajo el render resultante:

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Render original.

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Render con luz de relleno detrás del sillón.

Es importante destacar además que este tipo de luces tiene desactivada la opción shadows ya que al ser de “relleno”, no nos interesa que proyecten sombras.

Luz mr sky Portal

Si realizamos el render notaremos que la luz de los vanos no es emulada de forma correcta ya que en la realidad, al entrar la luz a través de estos tienden a formar zonas iluminadas en los cielos y en los lados adyacentes a estos. Para resolver este problema agregaremos un tipo de luz exclusivo de Mental Ray: se trata de mr Sky Portal. Este es un tipo de luz de área que al ser colocado en los vanos, emula el efecto de la luz que se producen en estos.

imuminacionmr_18a

Para colocar la mr Sky Portal, la dibujaremos de la misma forma que un rectángulo y de preferencia en las vistas donde sean visibles los vanos (Left o Right) ya que lo que debemos tener en cuenta es que las medidas del rectángulo de esta luz deben ser similares a las del vano y también debemos considerar que se deben colocar de lo más cerca posible de la abertura. Otra cosa que notaremos en mr Sky Portal es que en su centro existe una flecha la cual nos indicará hacia dónde se generará el efecto, la cual siempre deberá apuntar hacia el interior del espacio.

imuminacionmr_11

imuminacionmr_11b

Realizamos un render para ver el resultado. En este caso se compara el render original versus el nuevo render con mr Sky Portal aplicado:

imuminacionmr_10

Render original.

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Render con mr Sky Portal en el vano de la ventana.

Si tomamos nuestro mr Sky Portal y nos vamos al panel modificar, encontraremos los siguientes parámetros:

mr Skylight Portal Parameters:

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On Multiplier: determina la intensidad de la luz del portal. Su valor por defecto es 1.

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El render anterior pero con parámetro On multiplier en 10.

Filter Color: es el color de filtro del portal. Podemos cambiarlo clickeando el color por defecto (blanco).

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El render anterior con On Multiplier en 1, pero con Filter Color en amarillo.

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El render anterior con On Multiplier en 1, pero con Filter Color en rojo.

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El render anterior con On Multiplier en 1, pero con Filter Color en verde.

Shadows On: activa o desactiva la proyección de sombras. Por defecto sólo las arroja en los objetos que están en el sentido de la flecha.

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Render original.

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El render anterior pero con sombras desactivadas (shadows off).

From “Outdoors”: cuando está activado este además arroja sombras en los objetos fuera del portal; es decir, en el lado contrario al que apunta el ícono de la flecha. Está desactivado por defecto, debido a que encenderlo puede aumentar significativamente los tiempos de render.

Shadow Samples: determina la calidad general de las sombras proyectadas por el portal. Si la imagen renderizada aparece granulada, se debe aumentar este valor (aunque aumentará también el tiempo de render).

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Render original con Shadow samples en 16.

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Render con Shadow samples en 256.

Dimensions: determina el largo (Lenght) y ancho (Width) del rectángulo del portal. En este caso la idea es que sea lo más parecido posible a la dimensión original del vano.

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Flip Light Flux Direction: determina la dirección en la que fluye la luz a través del portal. El icono de la flecha siempre debe apuntar hacia el interior para que el portal pueda emitir luz desde el cielo o el medio ambiente. Si la flecha apunta hacia afuera, se debe activar esta configuración para invertirla ya que provocará errores en la iluminación.

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Advanced parameters:

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Visible to Renderer: al activarlo, el portal será visible en el render. Si se activa esta opción evitaremos que los objetos que están fuera de la ventana aparezcan en nuestra escena.

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Render original en el cual se ha agregado un cilindro afuera del espacio.

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Render con la opción visible to render activada, que hace que no se vea el cilindro.

Transparency: filtra la vista fuera de la ventana. El cambio de este color no cambia la luz que entra pero tiene el efecto de oscurecimiento de los objetos externos, que puede ayudar si están sobre expuestos.

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Render con Transparency color en amarillo.

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Render con Transparency color en rojo.

Color Source Group: establece la fuente de la luz a partir del cual el mr Sky Portal deriva su iluminación. En este parámetro tenemos 3 opciones que son:

Use Existing Skylight: utiliza la Skylight. Por defecto, mr Sky Light usa el mapa de entorno llamado mr Physical Sky en sus valores predeterminados y este tiende a dar una iluminación azulada, como la luz de cielo en el mundo real.

Use Scene Environment: utiliza el mapa de entorno (environment map) para el color de la iluminación. Se debe usar esta opción si environment map y skylight son de diferentes colores, y se desea utilizar este último para la iluminación interior.

Custom: permite utilizar un mapa personalizado o una textura para la coloración de iluminación.

Es importante que agreguemos mr Sky Portal en CADA UNO de los vanos que queremos que se aplique el efecto, por lo tanto podremos dibujar una de estas luces para después copiarla (como copy o instance) para luego colocarla y editarla en el resto de los vanos si es necesario.

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Aplicación de mr Sky Portal en un ejemplo concreto.

Ajustando el render mediante Final Gather

Una vez que tengamos los mr Sky colocados aplicaremos materiales. en el archivo del tutorial esto es fácil ya que estos ya vienen predefinidos al activar el editor de materiales (M), por ello es cosa de ver los nombres de estos y luego arrastrarlos a los elementos. Una vez terminada la materialización realizamos un render:

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Nuestro render ya se ve de una manera más creíble y realista pero tendrá granos en la imagen. Podremos editar el render en cualquier momento modificando los materiales, las luces, los mr Sky Portals y las configuraciones en Exposure Control. También podremos mejorar nuestro render yendo a Indirect Ilumination >> final gathering y modificando los parámetros generales de Final Gather:

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Los parámetros que podremos modificar son:

Enable Final Gather: activa la opción Final Gather la cual permite que la escena se ilumine debido a la luz directa y también al efecto del rebote de los rayos, mejorando la calidad de la solución de iluminación global o GI. Debemos tener cuidado con esta opción pues si tenemos uno o más mr Sky Portals colocados, GI activado y desactivamos Final Gather nos arrojará error en la iluminación de los mr Sky Portals.

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Render de la escena sin GI ni Final Gather, con un mr Sky Portal colocado.

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Render de la escena sin GI pero con Final Gather activado, con un mr Sky Portal colocado.

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Render de la escena con GI activado, mr Sky Portal colocado y Final Gather desactivado, mostrando un error en la iluminación del mr Sky Portal.

Multiplier: controla la intensidad de la luz de final Gather (por defecto es 1). Mientras más alto es el valor mayor es la iluminación dada por Final Gather.

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Render de la escena con Multiplier de Final Gather en 5.

FG Precision Presets: esta opción ajunta automáticamente los valores inferiores del cuadro, y permite configurar diversas calidades de render desde Draft (borrador) a Hery High (muy alta). A mayor calidad de Final Gather mayor será el tiempo de render. Si modificamos de forma arbitraria los valores, FG Precision Presets pasará al modo Custom.

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Render de la escena en calidad Draft.

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Render de la escena en calidad High.

Los parámetros inferiores de Final Gather que podemos editar son los siguientes:

Initial FG Point Density: se refiere a la densidad de la trama de puntos de medición de la luz del render (por defecto es 0,8). Un número mayor de puntos reducirá la cantidad de ruido (noise) de la imagen dándole a esta más detalle. Sin embargo en esta opción lo ideal es colocar valores menores a 10 pues valores mayores generarán mucho tiempo de render.
Rays per FG Point: al igual que en el parámetro anterior, a mayor cantidad de rayos por punto menos noise (ruido) y mayor detalle en la imagen final (por defecto es 250). Sin embargo, debemos tener cuidado con los valores que asignemos para no aumentar innecesariamente el tiempo de render. Los valores aconsejables para este parámetro son:
– Cuando sólo hay un punto de luz: de 100 a 500 rays (aunque se puede llegar a 1.000 o incluso 10.000).
– Si la escena tiene varios puntos de luz: 50 rays.
Interpolate Over Num. FG Points: esta opción hace que Final Gather coloque puntos en la escena que recojan información de la luz y la envíen a la cámara (por defecto es 30). Si subimos el valor disminuirá el ruido o noise. Interpolate se define como los pasos para llegar de un píxel a otro de la imagen. Por ende a mayor valor de interpolate, habrá mayor suavidad en la imagen. Debemos tener en cuenta que si aplicamos valores muy altos el suevizado será demasiado y por ende se perderá detalle (el efecto será similar al desenfoque o blur). Sin embargo, un mayor valor de interpolate Over Num. FG Points no aumenta el tiempo de render. Por ello se recomiendan valores menores a 200.
Diffuse Bounces: asigna el número de rebotes de luz difusa. Mientras tengamos valores más altos más se iluminará nuestra escena, como consecuencia de la luz indirecta. Los rebotes no afectrán al noise ni al suavizado, pero aumentan el tiempo de render.  Usualmente los valores de este están entre 2 y 5, sin embargo no se recomiendan valores mayores a 10.
Tip: si a pesar de aumentar el número de Diffuse Bounces seguimos necesitando aumentar el brillo de nuestra escena podemos hacerlo manejando los valores de EV en mr Photographic exposure Control.
También podemos ajustar el parámetro Noise Filtering a fin de reducir la cantidad de ruido y la granulometría que tenga el render, seleccionando las opciones High, Very High o Extremely High (aunque esto aumentará el tiempo de render).

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El render anterior pero con Noise filtering en High.

Otro cambio que podemos hacer y que ayudará mucho a la calidad del render es ajustar la opción Image Precision (Antialiasing) al valor Min 1, Max 16 o superior, ya que esto hará que los granulos iniciales desaparezcan aunque evidentemente esto aumentará significativamente el tiempo de render. Esta opción puede ser modificada en los parámetros de la imagen que se ubican debajo de la imagen renderizada, tal como se muestra en la imagen:

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O también en la persiana Render Setup >>> Renderer >>> Sampling Quality, donde modificaremos loa valores de Minimun y Maximum:

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El render anterior pero con Shadow Samples de mr Sky Portal en 64 y Noise filtering en Standard. En este caso el valor de Image Precision es de Min 1, Max 16 y FG Bounces (Diffuse bounces) en 2.

A pesar de este tutorial es bueno recordar que la iluminación de escenas requiere muchísima práctica y sobre todo realizar muchas pruebas de iluminación y render, además que debemos tomar en cuenta la adecuada colocación de materiales en nuestra escena.

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Render realizado con Image Precision (Antialiasing) en 1/16, FG Precision Presets en medium, con el valor de EV=11 y con el valor de multiplier de Photon Mapping (GI) en 2.

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Render realizado con Image Precision (Antialiasing) en 1/16, FG Precision Presets en medium y con el valor de EV=11, pero se han cambiado los materiales de las lámparas y el apliqué por un material standard, a excepción del material del plafón.

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El mismo render pero esta vez es de carácter nocturno, realizado con Image Precision (Antialiasing) en 1/16, FG Precision Presets en medium y con el valor de EV=5, se ha desactivado el fondo mr Physical Sky y la luz de relleno, además que se le ha cambiado el material de los marcos de la ventana.

Este es el fin de este tutorial.

Bibliografía utilizada:

Blog de Roberto Ortiz, tutoriales de Mental Ray y V-Ray.

http://robertortizrobertuz.blogspot.cl/2014/10/3ds-max-mental-ray-vray-varios-trucos-y.html

 

3DSMAX Tutorial 06c: Materiales Arch & Design (Mental Ray)

3dsmaxmr_arch_design1Un material es la suma de un conjunto de parámetros y mapas (que pueden ser imágenes o vídeos) que pueden ser asignados a la superficie de un modelo 3D para describir como este refleja y/o absorbe a luz. La mezcla de todas estas propiedades nos permitirá emular los materiales del mundo real tales como mármol, ladrillo, plásticos, metales, etc.

En este tutorial especial veremos el material denominado Arch & Design el cual es exclusivo del motor de render Mental Ray, el cual viene incorporado en 3DSMAX y nos servirá para representar de manera realista los materiales más utilizados en Arquitectura y diseño.

Materiales Arch & Design

El material denominado Arch & Design es fundamental a la hora de realizar renders mediante el motor de render Mental Ray ya que este emula de manera convincente varios materiales conocidos en el área de la Arquitectura como por ejemplo el concreto, las cerámicas o elementos traslúcidos como vidrios o cristales. Como este material es exclusivo de Mental Ray sólo funciona si este motor de render está activado, si lo aplicamos en otro motor de render los materiales no serán visibles.

Tip: si tenemos instalado 3DSMAX Design en lugar de 3DSMAX, los materiales mostrados por defecto en todos los slots del editor de materiales serán los de Arch & Design.

Si estamos en el motor de render Mental Ray, podremos acceder al material Arch & Design cambiando el material en cualquier Slot para acceder al explorador de materiales (Material/Map Browser). Una vez allí, buscamos el material el cual está debajo de los materiales Standard, dentro de una persiana llamada Mental ray. Además del material mismo, en Mental ray encontraremos otros materiales propios de Autodesk y algunos de ellos son muy útiles como Metallic Paint, Car paint y Autodesk Ceramic. Una vez que hemos seleccionado y cargado el material en el Slot, el resultado es el siguiente:

Como notamos en la imagen, podemos ver el logo de Arch & Design y además tendremos los parámetros generales y propiedades del material los cuales están en una distribución diferente respecto a los del material de tipo Standard. En este caso no tendremos shaders ni configuraciones tan avanzadas como aquel, pero en Arch & Design dispondremos de materiales ya preconfigurados o también llamados “templates”, que simulan de forma realista los materiales más utilizados en Arquitectura y Diseño (de ahí su nombre). Los templates que disponemos son los siguientes:

Categoría Appearance & Attributes:

Matte finish: es un acabado de tipo mate u opaco, ya que posee entre un 5 y 10% de brillo. Es ideal para simular por ejemplo, una pintura sin brillo como el látex.

mr_arch_design04_mattefinish

Pearl finish: es el acabado perlado, el cual es semi-opaco ya que este posee entre un 20 y 35% de brillo. Se utiliza comúnmente en las pinturas de ventanas y sillas, aunque también puede usarse en paredes.

mr_arch_design04_pearlfinish

Glossy finish: es el acabado brillante ya que esta posee entre un 70 y 85% de brillo. Se utiliza preferentemente en las pinturas de adornos, puertas y armarios o para emular óleo.

mr_arch_design04_glossyfinish

Categoría Finishes:

Satin Varnished Wood: es la madera barnizada y satinada. El satinado se define como un tratamiento específico para lograr superficies tersas y brillantes o también se puede definir como un acabado intermedio entre opaco y brillante. Este tipo de acabado favorece la iluminación ambiental haciendo los espacios agradables a la vista. En este caso, el template incorpora su propia textura de madera.

mr_arch_design04_satinvarnishedwood

Glossy Varnished Wood: es la madera barnizada y brillante. Este template emula perfectamente una superficie de madera con brillo. En este caso, el template incorpora su propia textura de madera.

mr_arch_design04_glossyvarnishedwood

Rough Concrete: corresponde al concreto rugoso o en bruto. Al igual que en el caso anterior, este template incorpora su propio mapa para simular el relieve del hormigón.

mr_arch_design04_roughconcrete

Polished Concrete: corresponde al hormigón pulido y por ello con una superficie brillante, y se utiliza preferentemente en pisos y estacionamientos, además de proyectos de tipo industrial.

mr_arch_design04_polishedconcrete

Glazed Ceramic: corresponde a la cerámica brillante o vidriada y es perfecta para pisos, revestimientos y adornos de decoración.

mr_arch_design04_glazedceramic

Glazed Ceramic Tiles: es similar a la anterior pero es ideal para pisos ya que además de las cualidades de Glazed ceramic disponemos de todas las opciones que nos da el mapa tiles.

mr_arch_design04_glezadceramictiles

Glossy Plastic: corresponde al plástico brillante, y es perfecto para emular elementos de decoración y artefactos de cocina.

mr_arch_design04_glossyplastic

Matte Plastic: es un plástico pero con mucho menos brillo que en el caso de glossy, y se utiliza para definir la mayoría de los objetos que están hechos de este material.

mr_arch_design04_matteplastic

Masonry: corresponde a la albañilería. En este caso este template trae sus propias texturas que nos permiten emular ladrillos, ya que además de la textura diffusse incorpora relieve (Bump).

mr_arch_design04_masonry

Rubber: corresponde al material de caucho, y es utilizado preferentemente utilizado para emular elementos como neumáticos o gomas.

mr_arch_design04_rubber

Leather: corresponde al material de cuero, y es utilizado para emular elementos como ropa y tapicería hechas de este material. En este caso el template incorpora relieve (Bump).

mr_arch_design04_leather

Categoría Transparent Materials:

Glass (Thin Geometry): corresponde al vidrio pero en este caso sólo tomará en cuenta las dos dimensiones principales y no el espesor del vidrio, por lo tanto se recomienda colocar este template en elementos planos o bidimensionales como marcos.

mr_arch_design04_glassthingeometry

Glass (Solid Geometry): corresponde al vidrio emulado de forma realista ya que a diferencia del anterior este sí toma en cuenta el espesor o grosor, por lo tanto es perfecto para emular elementos de cristal como ventanas u adornos.

mr_arch_design04_glasssolidgeometry

Glass (Physical): este vidrio es el más completo de todos ya que además de tomar en cuenta las tres dimensiones, también incorpora la densidad del cristal haciendo que la emulación sea muy realista.

mr_arch_design04_glassphysical

Frosted Glass (Physical): es una variante del anterior pero en este caso es un cristal poroso o escarchado, que emula el cristal al ácido.

mr_arch_design04_glassfrostedphysical

Translucent Plastic Film (Thin): corresponde a la película de plástico traslúcido o también llamado acetato. en este caso funciona de manera similar a Glass Thin Geometry ya que toma en cuenta superficies bidimensionales.

mr_arch_design04_translucentplasticfilm_light

Translucent Plastic Film (Opaque): es una variante del anterior pero en este caso esta película toma en cuenta la geometría sólida del objeto.

mr_arch_design04_translucentplasticfilm_opaque

Water Reflective Surface: este template simula aguas poco profundas o a una distancia corta de cámara ya que no es transparente, pero es un buen material a la hora de realizar un render ya que ahorra bastante tiempo.

mr_arch_design04_waterreflectivesurface

Categoría Metals:

Chrome: simula el cromado de un metal. El cromo se define como un metal 100% reflectante, y se utiliza sobre todo en superficies metálicas muy pulidas como algunos adornos o elementos decorativos.

mr_arch_design04_chrome

Brushed Metal: corresponde al metal pulido el cual es básicamente un cromado pero con reflexiones borrosas. Es útil para la mayoría de las superficies metálicas.

mr_arch_design04_brushedmetal

Satined Metal: corresponde al metal satinado el cual es parecido al metal pulido pero con mayor opacidad, y es adecuado para superficies de aluminio o también para emular el acero inoxidable.

mr_arch_design04_satinedmetal

Copper: este material emula el cobre y con algunos ajustes también puede emular otros metales de brillo intenso como el oro o la plata.

mr_arch_design04_copper

Patterned Copper: es una variante del anterior pero en este caso se agrega un patrón o trama, y es más oscuro que Copper aunque se añade algo más de brillo, especularidad y sombreado de reflexión.

mr_arch_design04_patternedcopper

Atributos del material Arch & Design

Si bien el material Arch & Design posee templates ya predefinidos, cada uno de estos pueden ser editados ya que al igual que en el caso de los materiales Standard tenemos diversos parámetros de edición, algunos de ellos ya conocidos. Los parámetros que tenemos son los siguientes:

Categoría Diffuse:

mr_arch_design05a

Diffuse level: permite controlar el nivel de brillo del componente del color difuso (textura o el color del material). Si el valor de Diffuse level es menor que 1, se irá oscureciendo hasta llegar a negro en el valor 0.

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Ejemplo de modelos 3D de color rojo, con Diffuse level en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente.

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Ejemplo de modelos 3D con una textura cargada y Diffuse level en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente.

Color: corresponde al color del canal diffuse. Podemos cambiarlo fácilmente clickeando en el color por defecto, o cargar una textura haciendo click en el cuadro de la derecha de este. Si la textura es cargada, esta prevalece por sobre el color del material.

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Ejemplo de modelos 3D con color modificado.

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Ejemplo de modelos 3D con diferentes texturas aplicadas.

Roughness: controla la aspereza con que el canal diffuse se mezcla con el componente de ambiente. Mientras mayor sea el valor de Roughness el elemento tendrá más “polvo” y por ende será más áspero (por defecto su valor es 0,2). También se le puede cargar una textura en el cuadro del lado de la opción.

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Ejemplo de modelos 3D con Roughness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (color).

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Ejemplo de modelos 3D con Roughness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (textura).

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Ejemplo de modelos 3D con Roughness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente, pero esta vez con un mapa de textura aplicado en Roughness.

Categoría Reflection:

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Reflectivity: controla el nivel de reflectividad del material. Los valores de reflectividad y de color se combinan para definir el nivel de reflexión, así como la intensidad del resaltado también conocido como el reflejo especular.

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (color).

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (textura).

Color: corresponde al color general de la luz reflejada. Podemos cambiarlo fácilmente clickeando en el color por defecto, o cargar una textura haciendo click en el cuadro de la derecha de este.

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Ejemplo de modelos 3D con color Diffuse, Reflectivity en 1 y Reflectivity color aplicado. Colores de Izquierda a derecha: verde, azul y amarillo.

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Ejemplo de modelos 3D con color Diffusse, Reflectivity en 1 y Reflectivity color aplicado, pero esta vez se han colocado tres texturas diferentes.

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Ejemplo de modelos 3D con una textura en Diffusse, Reflectivity en 1 y Reflectivity color aplicado, pero esta vez se han colocado las mismas tres texturas anteriores.

Glossiness: este parámetro funciona con Reflectivity activado, y define el tipo de superficie que tendrá el “brillo” de la reflexión. Su valor máximo es 1 el cual es un espejo perfecto. Mientras más bajo sea el valor de esta, el brillo de la superficie será más difuso. También podremos agregar un mapa o una textura si clickeamos en el cuadro del lado de este parámetro, pero este mapa siempre será constante independiente del valor que hayamos colocado a Glossiness.

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 1, con niveles de Glossiness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente.

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 1 y los mismos valores anteriores, pero esta vez se ha cargado una textura en Glossiness.

Glossy Samples: corresponde a las Muestras de brillo. El número máximo de muestras o rayos que genera Mental Ray para crear reflejos brillantes. Los valores más altos hacen que el render sea más lento pero crean un resultado más suave. Los valores más bajos generan el render más rápido, pero crean un resultado más granulado. Glossy Samples sólo está disponible cuando el valor de Glossiness no es igual a 1.

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente.

Nota: si el valor de Glossy Samples es igual a 0, las reflexiones toman la forma de un “espejo perfecto” y sólo un rayo es generado, independientemente del valor real de Glossiness. Se puede usar esto para aumentar el rendimiento de las superficies con reflejos muy débiles. Lo más destacado sigue respetando el valor de Glossiness. Las reflexiones más brillantes necesitan generar múltiples rayos para producir un resultado uniforme, y esto puede afectar al rendimiento. Por esto mismo, el material incluye dos características especiales que son:

Fast (inteprolate): cuando está activado, un algoritmo de suavizado permite que los rayos se vuelvan a utilizar y suavizar. El resultado son reflexiones brilantes más rápidas y suaves pero sacrifica un poco de precisión. Nota: Este método funciona mejor en superficies planas.

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente. En todas se ha aplicado Fast (interpolate).

Hightlights+FG only: cuando está activado, Mental ray no genera los rayos de reflexión reales. En su lugar, sólo se muestran los reflejos más destacados, así como reflexiones suaves emulados con la ayuda de Final Gather. El modo Hightlights+FG only no ocupa tiempo de render adicional en comparación con una superficie no brillante (diffuse), sin embargo, puede producir resultados bastante convincentes. A pesar de que podría no ser completamente convincente para los objetos destacados en una escena, puede trabajar muy bien para elementos menos esenciales. Este modo tiende a funcionar mejor en materiales con reflejos débiles o reflejos muy brillantes.

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente. En todas se ha aplicado Highlights+FG only.

Metal Material: los objetos metálicos realmente influyen en el color de su propia reflexión, mientras que otros materiales no lo hacen. Por ejemplo, una barra de oro tendrá reflejos de color dorado, pero una esfera de cristal de color rojo no tiene reflejos “rojos”. Este efecto en el metal es apoyado a través de la opción Metal Material. Cuando Metal Material está apagado, el parámetro de color de reflexión define el color, y el parámetro Reflectivity junto con la configuración de la BRDF define la intensidad y los colores de las reflexiones. Cuando está activado, el parámetro Diffuse Color define el color de reflejos, y el parámetro Reflectivity establece el “peso” entre las reflexiones difusas y las reflexiones brillantes (metálicas).

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente. En todas se ha aplicado Metal material.

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Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples en 8. En este caso se han combinado los modos en cada una de ellas. La primera copa está con Fast (interpolate) y highlights+FG only, la segunda con Highlights+FG only y Metal material, y la tercera posee todos los modos aplicados.

Categoría Refraction:

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Transparency: define el nivel de transparencia o refracción del material. Por defecto es 0 (no transparente) y su valor máximo es 1 (100% de transparencia). Con este parámetro podemos crear el efecto del vidrio, combinándolo con los parámetros de la categoría Reflection.

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Ejemplo de modelos 3D con Transparency en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente. En este caso el nivel de Reflectivity es 1. Sin este parámetro activado, el valor 1 de Transparency haría invisible la tercera copa.

Color: corresponde al color de la refracción, y gracias a este parámetro podemos, por ejemplo, crear efectos como “vidrio de color” si el color en Diffuse es negro. Podemos cambiarlo fácilmente clickeando en el color por defecto, o cargar una textura haciendo click en el cuadro de la derecha de este.

mr_arch_design07_02

Ejemplo de modelos 3D con Diffuse color en rojo y Transparency color aplicado. En este caso el nivel de Reflectivity es 1. Los colores de izquierda a derecha son: verde, azul y amarillo.

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Ejemplo de modelos 3D con Diffuse color en negro y Transparency color aplicado. En este caso el nivel de Reflectivity es 1. Los colores de izquierda a derecha son: verde, azul y amarillo.

mr_arch_design07_04

Ejemplo de modelos 3D con una textura cargada en Diffuse y Transparency color aplicado. En este caso el nivel de Reflectivity es 1. Los colores de izquierda a derecha son: verde, azul y amarillo.

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Ejemplo de modelos 3D con Diffuse color en rojo y Transparency color aplicado, pero esta vez se han cargado tres texturas diferentes. En este caso el nivel de Reflectivity es 1.

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El mismo ejemplo anterior pero con una textura en Diffuse en lugar del color.

mr_arch_design07_04d

Ejemplo de modelos 3D con Diffuse color negro y Transparency color aplicado, pero esta vez se han cargado tres texturas diferentes. En este caso el nivel de Reflectivity es 1.

Glossiness: define la nitidez de la refracción o transparencia, que van desde 1 (transparencia completa y clara) hasta 0 (transparencia muy difusa o borrosa). Podemos cargar una textura haciendo click en el cuadro de la derecha de este.

mr_arch_design07_05

Ejemplo de modelos 3D con Glossiness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente. En este caso el nivel de Transparency es 0.5 y el de Reflectivity es 1.

mr_arch_design07_06

Ejemplo de modelos 3D con Glossiness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente pero con una textura en Diffuse. En este caso el nivel de Transparency es 0.5 y el de Reflectivity es 1.

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Ejemplo de modelos 3D con Glossiness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente pero con una textura cargada en Glossiness.

Glossy Samples: corresponde a las Muestras de transparencia. El número máximo de muestras o rayos que genera Mental Ray para crear transparencias. Los valores más altos hacen que el render sea más lento pero crean un resultado más suave. Los valores más bajos generan el render más rápido, pero crean un resultado más granulado. Glossy Samples sólo está disponible cuando el valor de Glossiness no es igual a 1.

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Ejemplo de modelos 3D con Transparency en 0.5 y Glossiness en 0.75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamernte.

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Ejemplo de modelos 3D con Transparency en 0.5 y Glossiness en 0.75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamernte aunque en este caso hay una textura en Diffuse.

En el caso de Glossy Refraction, se necesitan generar múltiples rayos para producir un resultado uniforme y esto puede afectar al rendimiento general. Por esta razón, el material incluye la siguiente característica:

Fast (inteprolate): cuando está activado, un algoritmo de suavizado permite que los rayos se vuelvan a utilizar y suavizar. El resultado son reflexiones brilantes más rápidas y suaves pero sacrifica un poco de precisión. Nota: Este método funciona mejor en superficies planas.

mr_arch_design07_09

Ejemplo de modelos 3D con Transparency en 0.5 y Glossiness en 0.75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32. En todas las copas se ha aplicado Fast (inteprolate).

IOR (Index Of Refraction):  define el índice de refracción, el cual mide la cantidad de un rayo de luz que se curva al entrar en un material, y la dirección en la que la luz se curva dependerá de si se está entrando o saliendo del objeto. Arch & Design utiliza la dirección de la normal de la superficie como referencia para averiguar si la luz está entrando o saliendo. Por tanto, es importante modelar los objetos transparentes y refractivos con las normales de la superficie que apunten en la dirección correcta. El valor de IOR a colocar dependerá del elemento que se quiera representar. Los índices de refracción más conocidos son:

Material IOR o índice de refracción
Vacío 1,0
Aire 1,0002926
Agua 1,33
Acetaldehído 1,35
Alcohol Metílico 1,329
Alcohol Etílico 1,36
Solución de azúcar (30%) 1,38
1-butanol (a 20 °C) 1,399
Glicerina 1,473
Heptanol (a 25 °C) 1,423
Solución de azúcar (80%) 1,52
Benceno (a 20 °C) 1,501
Metanol (a 20 °C) 1,329
Cuarzo 1,544
Vidrio (corriente) 1,52
Disulfuro de carbono 1,6295
Cloruro de sodio (sal común) 1,544
Diamante 2,42

Además de los valores de IOR, podremos ajustar el índice de refracción de forma manual manipulando los valores de la curva BDRF (Bi-directional Reflectance Distribution Function) que determina cuanto refleja un material al ser visto desde diferentes ángulos (la reflectividad depende del ángulo de visión).

mr_arch_design07_10

Ejemplo de modelos 3D con Diffuse en color negro, y valores de IOR de 1.0 (aire), 1.33 (agua) y 2.42 (diamante).

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Ejemplo de modelos 3D con una textura cargada en Diffuse, y valores de IOR de 1.0 (aire), 1.33 (agua) y 2.42 (diamante).

mr_arch_design07_12

Ejemplo de modelos 3D con Diffuse en rojo y color Transparency en rojo, y valores de IOR de 1.0 (aire), 1.33 (agua) y 2.42 (diamante).

Translucency: la translucidez o translucency se maneja como un caso especial de la transparencia ya que antes de utilizar translucency, debe existir primero un cierto nivel de transparencia o Transparency. Un material es translúcido cuando deja pasar la luz de manera que las formas se hacen irreconocibles ya que no se observan nítidamente los objetos. Un buen ejemplo de translucidez son las manos al ser expuestas a una fuente luminosa ya que en este caso la luz pasa por los dedos pero no se distingue “el hueso” de estos:

mr_arch_design_translucidez

Ejemplo de translucidez o translucency aplicado en una situación real.

La traslucidez o Translucency está pensada para ser utilizada principalmente en modo “lámina” o Thin (Advanced Rendering Options > Advanced Transparency Options > Thin Walled) y se usa para modelar elementos como cortinas, papel mantequilla u otros efectos similares. En el modo Thin walled el sombreado del lado inverso de la geometría “traspasa” hacia el lado frontal.

mr_arch_design07_13

El sombreador también funciona en el modo sólido (Advanced Rendering Options > Advanced Transparency Options > Solid) pero esta es una simplificación ya que emula sólo el transporte de la luz desde la parte posterior de un objeto a sus caras frontales y por ende no es un verdadero efecto de dispersión del subsuelo o SSS (Sub Surface Scattering). La dispersión del subsuelo es un efecto importante para la representación realista de materiales translúcidos como la piel, carne, grasa, frutas, leche, mármol, y muchos otros. Se puede generar el efecto SSS mediante el uso de Glossy Transparency junto con Translucency, pero esta no es tan rápida ni tan potente como los shaders o materiales SSS especiales que son exclusivos para lograr este efecto. Cuando se activa translucency, el peso y la configuración del color están disponibles e influirán en el render.

Weight: Determina qué porcentaje de transparency se utiliza como translucidez. Por ejemplo, si weight es 0, toda la transparency se utiliza como translucidez. Si weight es 1, el 100% de transparency se utiliza como translucidez. También podremos cargar un mapa o una textura haciendo click en el cuadrado del lado del valor.

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Ejemplo de modelos 3D con planos a los cuales se les ha aplicado Translucency, en modo Thin Walled. Los valores de Weight, de izquierda a derecha, son: 0, 0.5 y 1.

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Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Translucency en modo Solid. Los valores de Weight, de izquierda a derecha, son: 0, 0.5 y 1.

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El mismo ejemplo anterior pero esta vez se les ha aplicado una textura en weight.

Color: corresponde al color de la translucidez. Podemos cambiarlo fácilmente clickeando en el color por defecto, o cargar una textura haciendo click en el cuadro de la derecha de este. También podremos cargar un mapa o una textura haciendo click en el cuadrado del lado del valor.

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Ejemplo de modelos 3D con planos en los cuales se ha aplicado Translucency, en modo Thin Walled y valor de weight en 1. Los colores aplicados, de izquierda a derecha, son: amarillo, verde, azul.

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Ejemplo de modelos 3D con planos en los cuales se ha aplicado Translucency, en modo Thin Walled y valor de weight en 1. En este caso se han cargado tres texturas diferentes en la opción color.

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Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Translucency en modo Solid. Los valores de Weight, de izquierda a derecha, son: 0, 0.5 y 1. En este caso se ha cargado una textura en la opción color.

Categoría Anisotropy:

mr_arch_design07_15

Anisotropy group: con esta opción podremos crear reflejos y refracciones de tipo anisotrópico ya que este controla la forma de los reflejos, es decir, el “ancho” y “alto” de estos. Con el valor 1, el reflejo es redondo y por ende se desactiva el efecto, es decir, no hay ninguna anisotropía. Con el valor 0.01, el reflejo es alargado. Los valores mayores o menores a 1 influirán en la forma de los reflejos. Podemos cargar una textura o un mapa haciendo click en el cuadro de la derecha de este.

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Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Anisotropy con valores menores que 1. Los valores de Anisotropy, de izquierda a derecha, son: 0.01, 0.5 y 1.

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El mismo ejemplo anterior pero esta vez se les ha aplicado una textura en Anisotropy.

mr_arch_design07_16c

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Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Anisotropy con valores mayores que 1. Los valores de Anisotropy, de izquierda a derecha, son: 1, 8 y 16.

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El mismo ejemplo anterior pero esta vez se les ha aplicado una textura en Anisotropy.

Rotation: Cambia la orientación de los reflejos. Este valor puede variar de 0 a 1 con el valor 1 = 360°. Así, por ejemplo, de 0.25 = 90° y 0.5 = 180°. Podemos cargar una textura o un mapa haciendo click en el cuadro de la derecha de este.

mr_arch_design07_17 mr_arch_design07_17b mr_arch_design07_17c

Rotation en valores 0.0, 0.25 y con una textura. El valor de Anisotropy es de 0.01.

mr_arch_design07_17d

mr_arch_design07_17e

Los valores de rotation anteriores, aplicados en modelos 3D.

Tip: Cuando se utiliza una textura para rotation, debemos asegurarnos que esta no tenga filtros antialiasing. Esto se puede hacer mediante el establecimiento de parámetros de Blur de la textura en 0. De lo contrario, los píxeles con antialiasing causarán vórtices locales en la anisotropía que aparecerán como errores en el texturizado.

Automatic/Map channel: en valores de 0 o superiores, permite aplicar opcionalmente anisotropía a un canal de mapa específico. Cuando se establece en Automatic, la rotación utiliza las coordenadas locales del objeto. Si elegimos Map Channel y establecemos un número de canal en Channel number, la rotación utiliza el espacio de cooordenadas del canal de mapeo especificado.

mr_arch_design07_18

Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Rotation en diferentes grados. La primera copa tiene el valor 0 y no tiene textura, la segunda está en modo automatic y la tercera tiene la opción Map channel, con el canal 1.

Este es el final de este tutorial.

3DSMAX Tutorial 06b: Material Multi/Sub-object

3dsmax_msoUn material es la suma de un conjunto de parámetros y mapas (que pueden ser imágenes o vídeos) que pueden ser asignados a la superficie de un modelo 3D para describir como este refleja y/o absorbe a luz. La mezcla de todas estas propiedades nos permitirá emular los materiales del mundo real tales como mármol, ladrillo, plásticos, metales, etc.

En este tutorial especial veremos el material denominado Multi/sub-object, uno de los más importantes en cuanto a texturización y materialización de objetos se refiere ya que como sabemos, este material nos permite colocar muchos materiales en un solo slot y nos permite además clasificar de forma eficiente los materiales de uno o más elementos en específico.

El material Multi/Sub-Object

El material denominado Multi/sub-object es uno de los más utilizados en 3DSMAX, ya que por definición nos permite colocar muchos materiales dentro de un solo slot, es decir, podremos ahorrar bastante espacio en el editor de materiales (ya que el material mismo ocupa un solo slot) y a la vez podremos materializar objetos muy complejos o con muchos materiales diferentes utilizando sólo “un” material. Multi/sub-object es un material que está organizado de la siguiente manera:

En la imagen podemos reconocer, además del nombre del material, los espacios donde se inserta cada uno de los materiales (denominados sub-materiales) que van integrados en el material. Podremos asignar el número de sub-materiales que queramos mediante la opción Set Number:

3dsmax_mso02

En esta opción podremos asignar hasta 999 slots de sub-materiales para Multi/sub-object y por ende lo podremos limitar según la escena a materializar o la cantidad de materiales que queremos en un elemento específico. Otra cosa interesante de este material es que, al incorporarlo en el slot respectivo, el programa nos preguntará si queremos descartar el material antiguo (discard old material) o conservarlo como un “sub-material” (keep material as sub-material).

3dsmax_mso03

Al realizar lo segundo vemos que el material antiguo queda colocado en el primer casillero de los sub-materiales. Podremos acceder a sus propiedades simplemente clickeando en el nombre de este, y luego editarlo como un material cualquiera. De más está decir que a este sub-material se le puede agregar el material que se quiera ya sea un Standard, Arch & Design, Autodesk Library, etc. Si bien podremos agregar incluso un Multi/Sub-Ojbect, esto no es recomendable ya que creará problemas al asignar el material.

En el caso del material Multi/Sub-Object, es muy importante conocer cómo se organizan los sub-materiales pues esto es clave para poder materializar de buena forma la escena o el objeto:

3dsmax_mso04

En esta imagen podemos ver, de izquierda a derecha:

– La muestra del sub-material.
ID: El ID o identificador de este, junto a su número respectivo.
Name: El espacio para colocar un nombre.
Sub-Material: El sub-material mismo (editable como un material).
– El color del sub-material.
– El modo On/Off, que activa o desactiva el sub-material.

Lo más interesante del material Multi/Sub-object es sin duda el cómo se orgazanizan los sub-materiales para permitir su aplicación adecuada en los elementos a texturizar ya que estos utilizan un identificador especial llamado “ID”. ¿Pero qué es un ID? el ID es simplemente un número de identificación que será asignado a uno o más polígonos, y que nos permite asignar el material a los elementos que sólo compartan el mismo identificador y que coincida con el ID del sub-material. Esto es, si el primer material tiene el ID=1 será aplicado sólo en los polígonos que compartan este identificador. Para comprobar esto, dejamos el set number del sub-material en 6, dibujamos una box y le aplicamos el material Multi/Sub-Object a ella. El resultado es el siguiente:

3dsmax_mso05

Notamos de inmediato que el material gris sólo se aplica en la cara superior de la caja mientras el resto de las caras son negras pues no hay ningún material aplicado en el resto de los sub-materiales, por lo tanto podemos concluir que el ID de esa cara es el 1 el cual es el mismo del material original. Por lógica podemos deducir que una box tiene 6 IDs, es decir, uno por cada cara. Podemos verificar esto simplemente colocando materiales standard en cada sub-material, luego los editamos mediante el cambio de color y de nombre respectivo, y notamos que el resultado es el siguiente:

3dsmax_mso05b

3dsmax_mso05c

3dsmax_mso05d

Sub-materiales aplicados en las 6 caras de la caja, donde notamos cada ID por separado (uno por cada cara).

3dsmax_mso05e

3dsmax_mso05f

Efecto de la aplicación de Multi/Sub-Object en las primitivas básicas.

Utilizar los ID de forma correcta es la clave para texturizar los elementos 3D correctamente. Pero, ¿podemos cambiar los ID o seleccionar los que realmente queremos?. La respuesta es sí, y podremos hacerlo de las siguientes formas:

– Aplicando en el objeto 3D los modificadores llamados edit mesh o edit poly siempre y cuando este no esté en ninguno de estos modos, como por ejemplo las primitivas.

– Convirtiendo los elementos 3D a edit mesh o edit poly.

Es fundamental aplicar cualquiera de estos modificadores pues estos tienen la ventaja que podremos editar fácilmente los ID simplemente entrando al modo polígono (polygon) y luego seleccionando o modificando los ID de la o las caras. Yéndonos a nuestra box original,  le aplicamos el modificador edit mesh y nos vamos al modo polygon:

3dsmax_mso06

Como sabemos, Edit Mesh nos permite editar la estructura del objeto 3D mediante el movimiento y la transformación de las partes de esta ya sean vértices, lados, caras, polígonos o elemento. Estando en el modo polígono, bajaremos la persiana hasta encontrar el cuadro llamado Material:

3dsmax_mso07

Si elegimos cualquier cara de nuestra box, el cuadro inmediatamente nos mostrará el “ID” de esta en Set ID:

3dsmax_mso07b

En el ejemplo, al seleccionar la cara (en fucsia) se muestra el ID=6 de esa cara la cual es de color morado.

Teniendo la cara seleccionada, podremos cambiar el ID de esta simplemente escribiendo en Set ID el nuevo ID en lugar del anterior y luego presionando enter:

3dsmax_mso07c

El mismo ejemplo anterior, pero esta vez la cara con el ID=6 ha sido cambiada por el ID=5, y la cara ahora es azul.

Estando en el modo polygon, podremos elegir una o tantas caras como queramos. Si seleccionamos caras con distinto ID este no será mostrado en Set ID, pero podremos cambiar todos al mismo tiempo a uno solo ID realizando el mismo procedimiento anterior:

3dsmax_mso07d

3dsmax_mso07e

3dsmax_mso07f

En este ejemplo se han seleccionado las tres caras visibles y se han cambiado los ID de todas a 3, y ahora todas las caras son amarillas.

Ahora bien, también podremos seleccionar (no editar) todas las caras que tengan un mismo ID simplemente colocando el número de este y presionando el botón Select ID:

3dsmax_mso08

Si aplicamos el modificador o convertimos a Edit Poly el principio es el mismo que en el caso de edit mesh, pero el cuadro esta vez se llama Polygon: Material IDs:

3dsmax_mso09

El mismo ejemplo anterior, pero esta vez se ha aplicado el modificador edit poly.

Como vemos, la utilización de estos modificadores nos permitirá generar los criterios necesarios para poder materializar sin problemas los diferentes elementos 3D ya que los ID ordenan de forma eficiente los materiales a aplicar en el objeto. Si importamos elementos desde AutoCAD no necesitaremos aplicar modificadores ya que por defecto el modelo 3D es convertido a Edit Mesh, lo mismo si importamos modelos en formato 3DS.

3dsmax_mso10

Modelo 3D importado desde AutoCAD donde notamos que cada elemento ya está en modo edit mesh, y podremos seleccionar y/o editar los ID de cada uno de estos sin necesidad de colocar el modificador edit mesh o edit poly.

Finalmente, ¿Cómo podemos texturizar de forma correcta mediante el uso de Multi/Sub-Object? la respuesta es bastante simple, y consiste en saber qué y cuántos materiales componen un elemento en específico y cuántos slots de Multi/sub-Object ocuparemos para cada elemento de la escena. A modo de ejemplo, si vamos a texturizar un espacio interior relativamente sencillo podremos crear un Multi/Sub-Object que nos defina los elementos principales del espacio como muros, pisos y losas. Un ejemplo de esto sería lo siguiente:

3dsmax_mso11

3dsmax_mso12

En este ejemplo tenemos un solo Multi/sub-Object en el cual hemos definido sólo 2 IDs los cuales son: el ID 1 para los muros y la losa, y el ID 2 para el piso de baldosas. Como es un espacio sencillo no se necesita más que un solo Slot ya que tenemos pocos materiales aplicados, pero en modelos más complejos nuestro plan sería algo como lo siguiente:

ID 1: muros exteriores.
ID 2: muros interiores.
ID 3: cielo superior.
ID 4: piso flotante.
ID 5: piso de baño.
Etc.

Este material Multi/Sub-Object se podría llamar “espacio” o similar, de acuerdo a la escena que se está texturizando.

Podemos aplicar el mismo principio para cada elemento de la escena que queramos texturizar, y por supuesto podemos ocupar uno o más slots según el o los elementos presentes en ella. Por ejemplo, si quisiéramos texturizar una lámpara podríamos definirla de la siguiente manera:

ID 1: pantalla.
ID 2: madera de la lámpara.
ID 3: cristal.
ID 4: cromo (metales).
ID 5: soquete.
ID 6: ampolleta.
Etc.

Este material Multi/Sub-Object se podría llamar “lámpara” o similar.

Y aplicando este plan en el slot de materiales nos quedaría de la siguiente forma:

3dsmax_mso12b

Ejemplo del editor de materiales de una escena interior muy compleja, mostrando todos los slots utilizados por materiales Multi/Sub-Object y también mostrando los elementos y sub-materiales requeridos para la texturización de una lámpara.

En los modelos más complejos y sobre todo en escenas interiores, muchas veces requeriremos utilizar varios slots aplicando el material Multi/Sub-Object ya que deberemos texturizar muchos elementos complejos, como por ejemplo muebles o elementos tecnológicos, tal como se ve en el ejemplo de más arriba. Si bien este método es muy eficiente tiene una desventaja: en muchos casos debemos importar modelos desde afuera y no sabemos si los ID están ordenados de forma correcta, y por lo tanto tendremos que realizar todo el trabajo de asignación y definición de los IDs del elemento importado. Sin embargo, el hacerlo de forma correcta facilita mucho el trabajo a la hora de texturizar, sobre todo cuando tenemos modelos con muchos elementos, como suele ser el caso de espacios interiores como comedores o dormitorios.

IDs en ventanas, puertas y escaleras

Otra cosa muy interesante sobre los IDs es que si insertamos las puertas, ventanas y escaleras que vienen por defecto en 3DSMAX, los IDs de estas ya estarán organizados de manera automática y por ende, no será necesario aplicarles modificadores sino que basta con asignar correctamente el material según el ID de cada elemento:

3dsmax_mso13

3dsmax_mso13b

Efecto de la aplicación de Multi/Sub-Object en todos los tipos de ventanas en 3DSMAX. En este caso tenemos 5 IDs por cada ventana.

3dsmax_mso14

3dsmax_mso14b

Efecto de la aplicación de Multi/Sub-Object en todos los tipos de puertas en 3DSMAX. En este caso tenemos 5 IDs por cada puerta.

3dsmax_mso15

3dsmax_mso15v

Efecto de la aplicación de Multi/Sub-Object en todos los tipos de escaleras en 3DSMAX. En este caso tenemos 5 o 6 IDs dependiendo del tipo de escalera.

En el caso de las puertas y ventanas, estas vienen con 5 IDs definidos los cuales determinan los marcos estructurales de estas y el o los vidrios de estas. El ID=3 será siempre el cristal de ambas a menos que en el caso de las puertas desactivemos la opción glass y la dejemos como puerta tipo None o Beveled, ya que en estos últimos casos el ID=3 no aparecerá:

ventanas00

Distribución de los ID en una ventana junto con los materiales y elementos respectivos en que se ordena.

puertas05

Distribución de los ID en una puerta junto con los materiales y elementos respectivos en que se ordena.

Este es el final de este tutorial.

3DSMAX 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.

3dsmax_luces016a_sinsombra

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.

3dsmax_luces016

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

3dsmax_luces016b

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

3dsmax_luces016d

– 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.

3dsmax_luces016e

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.

shadows_002

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.

shadows_007

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.

shadows_010

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.

shadows_011

– 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.

shadows_011b

– 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.

shadows_011c

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.

shadows_012e

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.

shadows_013

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.

 

3DSMAX 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:

fotometria01

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:

3dsmax_gi009

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.

fotometric000

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

fotometric001

Luz aplicada con distribución tipo Spotlight.

fotometric001b

Luz aplicada con distribución tipo Uniform Diffuse.

fotometric001c

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.

fotometric003

Render aplicado con 1.000 Grados Kelvin.

fotometric003b

Render aplicado con 3.500 Grados Kelvin.

fotometric003c

Render aplicado con 10.000 Grados Kelvin.

fotometric003d

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.

fotometric004

– 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.

fotometric004b

– 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.

fotometric004d

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

fotometric004e

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

fotometric004f

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.

fotometric008b

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

fotometric008a

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

fotometric008

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.

fotometric005

Template 100W bulb (ampolleta de 100 watts).

fotometric005b

Template 4ft Cover Fluorescent (fluorescente).

fotometric005d

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

fotometric005c

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.

fotometric006

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

fotometric006b

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/

– 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.

 

3DSMAX 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.

3DSMAX 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.

3DSMAX Tutorial 10: Animación básica en 3DSMAX

3dsmax_animacionDesde los tiempos primitivos el hombre ha intentado representar el movimiento, pasando por inventos como el zootropo hasta llegar a los dibujos animados modernos. Valiéndose del principio físico de la persistencia de la visión, en la que el cerebro humano retiene durante unas fracciones de segundo la imagen que captan sus ojos, los cineastas descubrieron que el cerebro, al ver una secuencia de imágenes a gran velocidad no es capaz de individualizarlas y por ende, esta confusión crea la ilusión de movimiento continuo. Esta secuencia de imágenes a gran velocidad es lo que se conoce como animación.

Zootropo, considerado el antecedente del cine.

En una animación cada una de estas imágenes se denomina cuadro o frame y la fluidez de esta dependerá de la cantidad de cuadros “por segundo” que pasen ante nuestros ojos. Básicamente la cantidad de “cuadros por segundo” nos indica el número de imágenes que se muestran en un segundo de tiempo, y se simboliza como FPS. Este formato es el que se utiliza en cine y en televisión, y dependiendo de la zona geográfica se establece de la siguiente manera:

NTSC Norte y sudamérica, Japón, Chile. 29,97 FPS
(se asume 30 FPS).
PAL/SECAM Europa, Asia, Argentina, Brasil. 25 FPS.
FILM (cine) 24 FPS.

Concepto de cuadro clave

En las primeras décadas del siglo XX (y aún hoy) los dibujos animados eran realizados dibujando el o los personajes “cuadro por cuadro”. Al ser esta una tarea titánica (por ejemplo, para realizar 5 minutos de animación debemos dibujar unos 7.200 cuadros) los animadores se encargaban de dibujar las poses principales de los personajes para que luego animadores secundarios o asistentes dibujaran los cuadros intermedios. A partir de esto nace el concepto de cuadro clave o keyframe. A diferencia de la animación 2D tradicional, en 3DSMAX tenemos la ventaja que el programa dibuja los cuadros intermedios (interpolación) de forma automática mientras nosotros sólo definimos los cuadros clave. Entender perfectamente cómo crear y editar keyframes es necesario para crear animaciones realmente convincentes.

En el programa podemos ver el tiempo total (en frames) de la animación en la línea de tiempo, la cual se ubica en la parte inferior del programa (imagen de abajo). El cuadro que nos indica un frame en la línea (en la imagen de abajo nos indica el frame 87/100) que posee una línea celeste y que podemos mover libremente se denomina regulador de tiempo.

Barra de controles de animación

La barra de controles de animación se encuentra en el lado inferior derecho del programa, y que podemos ver en la imagen de arriba.

En el cuadro de controles de animación encontraremos dos tipos de creación de keyframes, denominados Auto Key y Set Key. El ícono de la llave nos permite crear un keyframe de forma manual, que veremos más adelante.

En el cuadro de control vemos los controles de reproducción de la animación, los cuales funcionan igual que un equipo de música (rew, play, fast forward o ff) además que encontramos la función de play/pause, que nos permite ver a animación cuadro a cuadro. Si presionamos y mantenemos el botón play, podremos elegir Play Selected el cual nos permitirá reproducir la animación sólo de objetos que seleccionemos (seleccionando uno o más objetos que estén animados).

Otro elemento importante del panel de control es la configuración de tiempo o Time Configuration (el cuadro con el reloj de la imagen del lado). Además de este podemos encontrar otro menú en el cual podremos ver cada frame, de la misma forma que con play/pause.

Si activamos la configuración de tiempo accederemos al siguiente cuadro de la imagen derecha. En Frame Rate podemos definir la velocidad de los fps de acuerdo a los siguientes tipos:

– NTSC
– PAL
– Film (cine)
– Custom (fps personalizados).

En Time Display podemos establecer el método para mostrar el tiempo en el regulador de tiempo y en el programa. Esto puede ser en frames (por defecto), SMPTE, cuadros e impulsos o minutos, segundos e impulsos. Internamente 3DSMAX fracciona el tiempo en impulsos (1 impulso equivale a 1/4800 partes de 1 segundo).

En Playback podemos establecer el tipo de reproducción que queramos: en tiempo real (Real Time) el cual dependerá de la capacidad de nuestro PC, 5 velocidades de reproducción (1/4x, 1/2x, 1x, 2x, 4x), si queremos reproducir la animación sólo en la vista seleccionada (Active Viewport Only) o si queremos desactivar la repetición de la animación (Loop). Esto será válido sólo en la viewport de trabajo, pues en el render será siempre de 1X:

Animación reproducida en 1/4X

Animación reproducida en 1X (velocidad normal)

Animación reproducida en 1X (Render)

En Animation podemos determinar la duración de nuestra escena, en frames.

En Start Time podemos elegir el inicio de nuestra animación, el cual no tiene que ser necesariamente 0 ya que podemos iniciarla en algún frame específico incluso si este es negativo (ejemplo: -30).

En End Time podemos definir el final del último cuadro de nuestro segmento de tiempo.

Lenght se relaciona con las anteriores y representa la cantidad de tiempo total.

Frame Count se relaciona con las anteriores, y nos indica el cuadro de conteo.

Current Time nos muestra la posición actual del regulador de la línea de tiempo.

Re-scale Time nos permite reescalar el segmento de animación activo, con esto los cuadros clave son reescalados también lo cual nos permite acelerar o desacelerar una animación.

Métodos de creación de animación

Para crear animaciones existen dos caminos básicos que son:

–       Transformar un objeto mediante operaciones como mover, rotar o escalar.

–       Transformar un objeto mediante modificadores u otros, o editar algún parámetro en el tiempo.

Cuando animamos en 3DSMAX, cada cuadro en el cual hagamos un cambio se transforma en un keyframe y el programa realiza la interpolación de los frames intermedios hasta llegar al keyframe anterior.  Para animar en 3DSMAX podemos elegir el modo automático (Auto Key) o manual (Set Key). Para entender esto haremos un pequeño ejercicio de animación:

tu10_04

Para animar de forma automática, primero dibujaremos una tetera (teapot) y luego presionaremos el botón Auto Key. Notaremos que la línea de tiempo se vuelve roja lo cual nos indica que está en modo de animación. Ahora movemos el regulador de tiempo a la posición 30 y movemos un poco la tetera en X. Una vez que la movamos notaremos que en 0 y en 30 se han creado 2 cuadros rojos. Estos son los cuadros claves que ha creado el programa y que vemos en la imagen de la derecha. Si tomamos el primer cuadro y lo seleccionamos con un click, este se pondrá de color blanco. Los keyframes pueden ser movidos simplemente cambiándolos de posición en la línea de tiempo.

En este caso, movamos este frame hasta la posición 15 en la línea de tiempo y reproduzcamos la animación. Notaremos que esta parte recién en 15 y termina en 30. De la misma forma en que este keyframe puede ser movido, puede ser copiarlo si al moverlo presionamos y mantenemos Shift. En el caso de nuestro ejercicio, copiamos el primer frame a la posición 50 de la línea de tiempo. Intentemos ahora copiar el segundo frame a la posición 70 en la línea de tiempo y reproducimos la animación. Notaremos que la tetera se mueve hacia la derecha, luego a la izquierda y finalmente vuelve a moverse a la derecha. Como se ve en el ejercicio, los keyframes pueden ser movidos y copiados si lo necesitamos, incluso si no tenemos Auto Key activado. Para eliminar un keyframe, simplemente lo seleccionamos y presionamos Suprimir (Supr).

tu10_04b

Si queremos animar la tetera del ejercicio en el modo manual, debemos activar Set Key y luego presionar el ícono de la llave para establecer el primer keyframe en 0, luego movemos el regulador de tiempo a la posición 30, movemos nuestra tetera y una vez que lo hagamos presionamos nuevamente el ícono de la llave, para definir el segundo cuadro clave en 30. Al igual que en el modo automático, podemos mover, copiar o suprimir los keyframes. El modo manual es evidentemente más lento que el modo automático, pero a la larga es el más ventajoso puesto que se tiene mayor control de la animación.

Métodos de edición de keyframe

Sabemos que podemos mover, copiar o suprimir un cuadro clave. Sin embargo, si vemos el ejercicio anterior notaremos que la animación nos queda algo tosca ya que la transformación que le apliquemos será uniforme en todo el objeto. Para resolver esto podemos editar la animación mediante el Curve Editor, el cual nos permitirá editar la forma en que se animan las trayectorias.

Curve Editor: edita las trayectorias de la animación, basándose en los keyframes.

tu10_06

Al abrir Curve Editor, nos aparece el cuadro de arriba. Debemos tener seleccionado el objeto animado para poder ver las trayectorias de la animación. En el caso de nuestra tetera, vemos la curva que representa la animación (curvas rojas) que corresponde al movimiento de la tetera en X:

tu10_06ctu10_06b

Podemos editar esta curva tomando los cuadros clave (en plomo) y seleccionándolos mediante un click. Al igual que en la línea de tiempo, este se pondrá blanco y además aparecerá una línea discontinua con un punto celeste (asa), esta nos permitirá editarlas mediante cuevas bezier si seleccionamos y movemos el punto celeste. Podemos moverlas para ir probando nuestra animación y ver distintos resultados. Si presionamos el botón secundario en el keyframe, podemos acceder al cuadro de la derecha donde podremos definir la posición del keyframe, el value (amplitud de la curva) y el tipo de curvatura que veremos ahora:


     1         2         3      4      5        6        7

1.- Set tangents to Auto: Seleccione keys y elija esta opción en la barra de herramientas Tangentes de key de Track View para definir las tangentes en Auto de forma automática. Un icono desplegable también permite definir en Auto de forma individual las tangentes internas y externas. Mediante la selección de las asas de tangentes Auto, éstas se convierten automáticamente en personalizadas y pueden editarse.

2.- Set tangents to Custom: Define la keyframe en tangentes personalizadas. Seleccionamos la keyframe y luego presionamos este botón si quiere que editar las asas del keyframe. Definimos el tipo de tangente Dentro y fuera por separado utilizando el icono desplegable. Cuando empleamos las asas, utilizamos la tecla MAYÚS para romper la continuidad.

3.- Set tangents to Fast: Define la tangencia de la keyframe en rápido dentro, rápido fuera o ambos, dependiendo de lo que se haya elegido en el icono desplegable.

4.- Set tangents to Slow: Define la tangencia de la keyframe en lento dentro, lento fuera o ambos, dependiendo de lo que se haya elegido en el icono desplegable.

5.- Set tangents to step: Define la tangencia de la keyframe en pasos (steps) dentro, step fuera o ambos, dependiendo de lo que se haya elegido en el icono desplegable. Utilizamos Step para congelar el movimiento de una key a la siguiente.

6.- Set tangents to linear: Define la tangencia de la keyframe en línea dentro, fuera o ambos, dependiendo de lo que se haya elegido en el icono desplegable.

7.- Set tangents to smooth: Define la tangencia de la keyframe en suavizado. Utilizamos esta opción para uniformar el movimiento discontinuo.

Jerarquía y cinemática

En el mundo real los movimientos o rotaciones de muchos objetos dependen de otros a los que están subordinados. Por ejemplo, las ruedas de un auto giran gracias a la rotación del eje a la que están unidas y a su vez este eje puede rotar gracias al motor, etc. Esta relación se conoce como Jerarquía. En 3DSMAX, una jerarquía es una cadena de objetos vinculados entre sí que contienen una relación ascendiente/descendiente. Esto quiere decir que existe un “objeto padre” que es el que manda en la relación y un objeto hijo que está subordinado a este. Si este objeto padre se transforma, lo hará también el objeto hijo. Al igual que en el mundo real, un objeto padre puede tener muchos “objetos hijos” pero los objetos hijos no pueden tener más de un solo padre.

Para crear una jerarquía simplemente presionamos el botón Select and Link (imagen izquierda). Esto nos permitirá crear una jerarquía entre 2 o más objetos.

tu10_08

Seleccionamos el objeto hijo, luego presionamos y mantenemos el botón primario del mouse y arrastramos hasta el objeto padre.

tu10_08b

Así creamos la jerarquía y podemos probarla moviendo o rotando el objeto padre (en el caso de las imágenes del lado derecho el objeto padre es la tetera) y notaremos que la caja también es afectada por la transformación, y esta está subordinada a lo que se haga con la tetera.

Si tenemos seleccionado cualquier objeto que pertenezca a la jerarquía, podemos seleccionar y ver los objetos hijos si presionamos la tecla Av Pag (izquierda), y el objeto padre lo veremos si presionamos Re Pag.

tu10_08c

Si queremos eliminar la jerarquía, simplemente seleccionamos el objeto a desvincular y presionamos el botón Unlink Selection que está al lado del botón Select and Link.

Otra cosa importante es que además tenemos el panel de Hierarchy (izquierda), donde podremos editar los puntos de pivote de los objetos. Esto es importante si queremos, por ejemplo, cambiar el punto de pivote de una primitiva o un modelo 3D para animarlo (por ejemplo, una puerta). Tenemos 3 funciones importantes:

Affect Pivot Only: podremos transformar el punto de pivote del objeto, lo cual nos permitirá ponerlo en cualquier posición y desde ahí transformar el objeto.

tu10_10

Affect Object Only: podremos transformar el objeto sin afectar el punto de pivote original de este.

tu10_10b

Affect Hierarchy Only: podremos transformar la relación jerárquica de ese objeto sin afectar su punto de pivote ni al objeto en sí.

tu10_10c

Podemos activar o desactivar estas funciones simplemente presionando y luego volviendo a presionar el botón correspondiente

En el caso de la Cinemática, esta se divide en 2 partes: Cinemática Directa (Foward Kinematics) y Cinemática Inversa (Inverse Kinematics). La Cinemática Directa es simplemente la forma predeterminada de manipulación de las jerarquías. La Cinemática Inversa es un método de animación que invierte la dirección de manipulación de la relación jerárquica, es decir, si se transforma a los hijos se transforma el objeto padre. Este tipo de cinemática es muy útil para animar seres personajes o complejas jerarquías de huesos, como puede ser el caso de un ser humano.

Gracias a la cinemática y a la jerarquía, podemos por ejemplo animar objetos mediante cámaras simplemente enlazando el target o esta misma a los objetos.

Constraints o Restrictores de animación

Todo lo que se mueve, rota o escala, es decir, todo lo que es posible de animar está manejado por un controlador. Un controlador es un plugin que controla el almacenamiento y la interpolación de todos los valores animados, es decir, gestiona las tareas de animación.

Hay tres tipos de controladores predeterminados y estos son:

Posición: Posición XYZ.
Rotación: XYZ Euler.
Escala: Escala Bézier.

Además contamos con un tipo especial de controlador llamado Restrictor (Constraints) que facilita bastante el proceso de animación. Con los constraints se puede controlar la posición, rotación, y escala de un objeto. Dependiendo de la animación que deseemos realizar dependerá la cantidad de objetos que necesitemos para aplicar un constraint. Hay siete tipos que son:

Attachment Constraint: Asocia la posición de un objeto a la cara de otro.

Surface Constraint: Limita la posición de una superficie 2D a la superficie de otro elemento 3D.

Path constraint: Limita el movimiento de un objeto a lo largo de un recorrido.

Position constraint: Limita la posición de un objeto a la posición de otro.

Link Constraint: Genera uno o más vinculos entre el objeto que tiene la restricción y otros.

LookAt constraint: Limita la orientación de un objeto a la posición de otro.

Orientation constraint: Limita la rotación de un objeto a la rotación de otro.

Dependiendo de qué es lo que queremos animar dependerá el constraint que aplicaremos. Por ejemplo, si queremos animar el recorrido de un automóvil a través de una carretera entonces debemos aplicar Path Constraint ya que este nos permite animar el objeto en torno a un recorrido 2D. En el caso de la Arquitectura, bastará con Path Constraint para animar un recorrido. Realizaremos un sencillo ejercicio donde aplicaremos Path Constraint.

Animando con Path Constaint

tu10_12

Lo primero que haremos es dibujar en la vista top una tetera y un círculo 2D de modo que ambos queden centrados en el origen y que el radio del círculo sea mucho mayor que el tamaño de la tetera. Ahora en la misma vista colocaremos una cámara de tipo target, de tal forma que el objetivo de la cámara esté centrado en el origen. La idea es que todo esto se vea como la imagen:

tu10_12b

Podemos elevar un poco el círculo de tal forma que la altura sea más o menos la mitad de la tetera. Ahora seleccionaremos la cámara e iremos a Animation >> Constraints >> Path Constraint y nos aparecerá una línea discontinua, ahora todo es cosa de seleccionar el círculo y hacer click para aplicar el restrictor.

Notaremos que la cámara está alineada con el círculo, que se han creado 2 keyframes en 0 y 100 y que si reproducimos, notaremos que la cámara ahora orbita en torno a la tetera utilizando el círculo 2D como recorrido. Si queremos, podemos editar el radio del círculo y podemos transformarlo para mejorar la animación de la cámara, o también podemos mover los keyframes creados en la línea de tiempo.

Para ver la animación desde la cámara simplemente tecleamos C en cualquier vista y reproducimos.

Podemos repetir el ejercicio pero esta vez modelando un sencillo vehículo y realizamos los mismos pasos, aunque en ese caso posiblemente el objeto no nos quede bien alineado en el recorrido como podemos ver en la imagen de abajo:

animation001

Podemos resolver esto yendo al cuadro de animación mostrado más arriba y activar las opciones de Follow (seguir) y para que nuestra nave vuele de forma más realista podemos activar Bank (girar en su eje). Esto hará que el objeto siga al recorrido y podremos orientarlo utilizando los Axis X, Y y Z (si la nave nos queda de forma invertida al recorrido podremos invertirla con Flip). En la imagen de abajo, la nave se ha volteado activando follow y luego bank, el Axis se ha modificado a X y luego se ha activado flip para ajustar a la posición correcta:

animation001b

Ahora todo es cosa de reproducir la animación para ver el resultado final:

Los ayudantes o helpers

Los ayudantes son esenciales para la animación de formas complejas ya que son objetos “ficticios” en los cuales podremos aplicarles cualquier relación de jerarquía o algún constraint de animación. Estos son muy utilizados por los animadores cuando queremos no comprometer a los objetos originales con las relaciones o las animaciones o para no crear formas 3D que dificultarían la labor de animación. Los ayudantes se crean en el panel de helpers (imagen derecha) y los más populares son: Dummy, Tape y Point.

Dummy: es un cubo virtual que cumple la función de ser un receptor ya que allí podremos aplicar las restricciones o los vínculos necesarios sin aplicarlos al objeto ya que este pasa a ser el elemento hijo del Dummy. Un Dummy no tiene parámetros modificables.

Point: similar al Dummy pero nos genera una cruz virtual que indica la posición de un punto. Podemos editar el tamaño, o desplegar los ejes del punto.

Tape: es una cinta virtual que nos permitirá acotar los objetos.

Representando la animación

Representar o renderear la animación es tarea sencilla en 3DSMAX, para ello deberemos ir a la opción de Render Setup y en Common nos daremos cuenta que está activada la opción Single. Esto significa que cuando presionemos el botón de render se representará una sola imagen, la cual podremos guardar como imagen de tipo jpg o similar. Esta imagen está por defecto en el frame 0, pero podemos renderear cualquier frame que queramos si antes lo seleccionamos en la línea de tiempo. Para elegir una secuencia de imágenes, tenemos las siguientes opciones:

Active time Segment: selecciona toda la línea de tiempo.

Range: nos permite establecer un rango de animación en la línea de tiempo.

Frames: podemos elegir la cantidad de frames que queramos, de forma similar a cómo elegimos las páginas a imprimir en Word.

En Area to Render podemos elegir el área que se rendereará: View (renderea toda la ventana), select (objeto seleccionado), Region, Crop (área de recorte de la ventana) y Blowup (similar a Crop pero el render utiliza todo el tamaño de imagen).

En la opción Output Size tenemos los diferentes formatos de pantalla, además de los cuadros con los formatos 320 x 240, 720 x 486, 640 x 480 y 800 x 600. El tamaño de la película dependerá de la presentación que queremos realizar, por ejemplo 320 x 240 es ideal para testear la animación de prueba mientras que deberemos renderear en NTSC DV para la animación final si es que queremos presentar una animación que será transmitida por TV, ya que este nos presenta la calidad de DVD.

Si realizamos el render eligiendo una secuencia de imágenes, nos aparecerá un cuadro que nos advertirá que los frames se perderán pues no han sido asignados a un archivo. Esto ocurre porque debemos guardar el archivo antes de realizar el render, pues de otra manera no podremos verlo en el PC una vez rendereados todos los frames. Por ello debemos bajar por la persiana de Common hasta llegar a Render Output y allí presionamos el botón files:

tu10_19

Nos aparecerá un cuadro donde nos pedirá el nombre del archivo a guardar y en el menú de abajo aparecerán los formatos con los que guardaremos la película. Los formatos de Video más populares son AVI y MOV.

tu10_20

Esta opción nos permitirá además guardar la secuencia de imágenes en formatos de imagen como JPG, TIFF o TGA, aunque si lo hacemos nos guardará tantas imágenes como frames tenga la animación. Por ejemplo, si tenemos una animación de 100 frames y guardamos toda la secuencia como jpg y con el nombre de animacion, nos guardará en la carpeta 100 imágenes renombradas como animacion0001.jpg, animacion0002.jpg, etc. Por ello deberemos guardar la película en AVI para que nos cree el archivo de Video.

tu10_21

Una vez que hemos asignado un nombre y el tipo de archivo como AVI, nos aparecerá un cuadro donde elegiremos el compresor para el video. DV video encoder es el mejor para el formato de TV, mientras que Cinepak Codec es ideal para archivos pequeños. Una vez que elegimos el compresor (usualmente Cinepak Codec) damos OK y con esto finalizamos la configuración.

Una vez que creamos nuestro archivo, en Render Output ahora está disponible la opción Save File. Podemos activarlo o desactivarlo si por ejemplo, queremos ver un frame específico y necesitamos renderizar una sola imagen sin que guarde todo el archivo.

Ahora todo es cosa de ejecutar el render y esperar que el programa termine de representar todas las imágenes. Una vez que finalice, vamos a la carpeta donde guardamos el archivo y ya podremos verlo con el reproductor de Windows.

Una cosa importante: el tiempo que demore nuestro render dependerá de la complejidad de la escena y de cómo hayamos aplicado las soluciones de texturizado e iluminación en los modelos. En el caso de escenas 3D muy complejas el tiempo de render será inevitablemente muy largo, por lo que se recomienda renderizar de noche, dejando al PC trabajando “toda la noche” o incluso por algunos días si es necesario.

Este es el fin de este tutorial.

Bibliografía utilizada:

– Tutorial Animation Essentials 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.

 

3DSMAX Tutorial 09: Importación de archivos CAD (parte 2)

3dsmax_importacionA lo largo de este curso ya hemos aprendido a modelar en 3DSMAX mediante diversas técnicas, además de crear y aplicar materiales y terminando con los distintos tipos de iluminación tanto Standard como fotométricas, además de calcular iluminación global y realizar estudios de asoleo. Nuestra gran interrogante ahora es ¿se pueden importar archivos 2D y 3D desde otras plataformas como AutoCAD? ¿Podemos configurar las unidades de medida y ajustar el archivo original de AutoCAD, por ejemplo, a metros? La respuesta es sí: 3DSMAX nos permite importar y trabajar tanto con archivos 2D como 3D, ya que los convierte en Splines en el caso de las líneas 2D, y el modo editable Mesh en el caso de las formas 3D.

En este tutorial continuaremos con lo estudoiado en el tutorial 09 donde importamos un archivo de AutoCAD en 3DSMAX y modelamos la estructura en 3D de una casa la cual está basada en un plano 2D dado. Para la correcta realización de este tutorial, en la página de descargas de los archivos de tutoriales 3D está el archivo base llamado tutorial09_casa.dwg.

Modelando las puertas y ventanas en 3DSMAX

Una vez que tengamos listos los pisos, procederemos a modelar las ventanas y las puertas. Pero no lo haremos del modo tradicional pues sería demasiado trabajo. Por suerte 3DSMAX nos incluye puertas y ventanas la predeterminadas las cuales podremos crear como si fueran objetos 3D. Para modelar las puertas y ventanas, nos vamos al panel crear y en el menú de geometrías 3D seleccionamos la opción Doors para las puertas o Windows para las ventanas. Para nuestra casa comenzaremos dibujando las puertas mediante Doors, la que nos permitirá crear 3 opciones de puertas que son:

Pivot, que es la puerta tradicional la cual rota en un punto de pivote vertical:

3dsmaxtut09_21b

Sliding, que es la puerta corrediza o de corredera:

3dsmaxtut09_21c

BiFold, que corresponde a la puerta plegable utilizada sobre todo en clósets:

3dsmaxtut09_21d

En nuestro caso presionaremos Pivot para crear una puerta de pivote standard. Primero nos pedirá el grosor del marco y la puerta, luego el largo y finalmente determinamos la altura.

Nota: para dibujar una puerta debemos utilizar snaps (de preferencia Vertex) y realizar el primer click, luego mantendremos el botón del mouse presionado y arrastraremos al siguiente punto, daremos click y luego indicaremos el grosor con otro click, luego movemos el mouse para definir la altura y haremos click en el inicio del vano para definir la altura de esta (ver más abajo). 

puertas00Ahora veremos sus principales propiedades (Parameters) en el panel modificar:

Height: altura de puerta.
Width: ancho de la puerta.
Depth: grosor de marcos y la puerta.

Es importante destacar que estas tres dimensiones principales nos definirán el tamaño de la puerta misma sin incluir el marco que la rodea, ya que este puede o no colocarse como anexo.

Double Doors: si lo activamos, definiremos dos puertas en lugar de una.

puertas01

Flip swing: al activar esta opción cambiamos el sentido de la apertura de la puerta (adentro o afuera).

puertas01 puertas02

Flip Hinge: sólo funciona cuando tenemos una sola puerta, y cambia el punto de pivote la puerta (izquierda o derecha).

puertas03 puertas03b

Open: podemos definir el ángulo de apertura en grados (esto lo podremos animar usando la opción Auto Key).
Create frame: definimos o no la creación del marco, y sus parámetros. En este podremos definir el largo (Width), el ancho o Depth (si lo dejamos en 0, el ancho por defecto es el mismo de la puerta) y el desplazamiento de la puerta respecto del marco mediante Door Offset. Cabe destacar que si dejamos este en 0, el punto de pivote es el mismo donde comienza el marco. Si lo aumentamos la puerta tenderá a ditigirse hacia el interior del marco.

puertas04

Door Offset en valor 0.

puertas04b

Door Offset en valor 4,9.

Leaf Parameters

Thickness: define el grosor de la puerta.
Stiles/Top Rail:
define las dimensiones del panel central si lo activamos.
Bottom Rail:
define la altura de comienzo del panel central en la parte inferior.
#Panels Horiz/Vert:
establece el número de divisiones del panel central.
Muntin:
define las dimensiones de las divisiones de los paneles.
Panels none/Glass/Beveled:
podemos elegir el tipo de panel que queremos: none es sin panel central, Glass es el panel central simple donde podremos definir el grosor (Thickness) y Beveled es un panel central pero con bisel. En este último caso podemos configurar los parámetros del Bevel tales como ángulo, grosores y largos.

Volviendo a nuestra casa, para crear la puerta de la entrada principal nos guiaremos por el rectángulo del plano y con un click procedemos a definir el largo:

3dsmaxtut09_23

Ahora arrastramos el mouse con el botón apretado y realizamos otro click para definir el grosor:

3dsmaxtut09_23b

Y luego repetimos lo mismo para la altura:

3dsmaxtut09_23c

Crear la puerta de forma precisa es algo difícil por lo que recomienda crearla y luego ajustar sus dimensiones en el panel modificar. La puerta de la entrada principal tendrá los siguientes parámetros:

Height: 2,35 mt. Width: 1,1 mt. Depth: 0,2 mt. El marco tendrá por Width: 0,05 mt.

Una vez terminada, procedemos a ajustarla (moviéndola) en la entrada principal. Podemos cambiar su ángulo de abertura y el sentido de esta, además de configurar su apertura hacia adentro siguiendo las instrucciones del plano.

3dsmaxtut09_24

Para definir las siguientes puertas, basta copiar (como copy) en la vista top la ya creada y modificar el atributo de Width o Depth para definir las siguientes, además de ajustar los sentidos de apertura, de puerta y la abertura. Si queremos, podemos definir o no el panel central o configurar las divisiones de estos en el caso de la puerta de entrada. En el caso de la puerta trasera, ajustaremos Depth a 0,1. En el caso de la puerta del dormitorio ajustamos Width a 0,9 y depth a 0,1. Finalmente la puerta del baño tendrá como valores Width: 0,6 y Depth: 0,1. Con esto ya definimos todas las puertas del primer piso.

3dsmaxtut09_25

Para el caso del segundo, volvamos a copiar las puertas para adaptarlas al piso 2, solo que estas las elevaremos 0,10 mts en el eje Z. Los valores de las puertas del segundo piso son los siguientes:

Todos los dormitorios: Height: 2,35, Width: 0,9, Depth: 0,1. Todos los Baños: Height: 2,35, Width: 0,7, Depth: 0,1.

Con esto ya tenemos definidas todas las puertas de nuestra casa. Una de las ventajas de las puertas de 3DSMAX es que son animables, por lo que podremos crear animaciones abriendo o cerrando puertas mientras configuramos un recorrido predeterminado.

Creación de ventanas

Para el caso de las ventanas, las realizamos de forma similar a las puertas pero en lugar de Doors elegiremos la opción Windows en el panel crear. Las opciones de edición de las ventanas son muy parecidas a las estudiadas en las puertas, pero con la ventaja que una vez dibujadas no es necesario que se ajusten las dimensiones principales puesto que estas abarcan toda la ventana (marcos y cristales), además que quedan centradas de manera automática aunque disminuyamos su grosor una vez colocadas. En este caso tenemos los siguientes tipos de ventanas:

Awning: es una ventana que abre hacia arriba. Podemos definir parámetros tales como el grosor del cristal (Glazing >> thickness), parámetros del marco, grosor del marco del vidrio, cantidad de paneles, y grado de abertura.

3dsmaxtut09_26

Casement: es la ventana tradicional. Podemos definir parámetros tales como el grosor del cristal (Glazing >> thickness), parámetros del marco, grosor del marco del vidrio, cantidad de ventanas (1 o 2), grado de abertura y podremos invertir el sentido de la apertura.

3dsmaxtut09_26b

Fixed: es una ventana fija. Podemos definir parámetros tales como el grosor del cristal (Glazing >> thickness), parámetros del marco, grosor del marco del vidrio, cantidad de paneles y podremos biselar las divisiones entre los paneles.

3dsmaxtut09_26c

Pivot (derecha): es una ventana que pivotea al abrirse. Podemos definir parámetros tales como el grosor del cristal (Glazing >> thickness), parámetros del marco, grosor del marco del vidrio, grado de abertura y podremos invertir el sentido del pivoteo (horizontal o vertical).

3dsmaxtut09_26d

Projected (izquierda): es una ventana similar a pivot pero que se abre en dos puntos de pivote. Podemos definir parámetros tales como el grosor del cristal (Glazing >> thickness), parámetros del marco, grosor del marco del vidrio, grado de abertura y podremos definir la altura de la proyección del medio o de abajo.

3dsmaxtut09_26e

Sliding (derecha): es una ventana deslizable. Podemos definir parámetros tales como el grosor del cristal (Glazing >> thickness), parámetros del marco, grosor del marco del vidrio, cantidad de paneles y el sentido del deslizamiento de la hoja (vertical u horizontal) mediante el parámetro Hung.

3dsmaxtut09_26f

Para el caso de nuestra casa utilizaremos ventanas de tipo Awning para las pequeñas del segundo piso y Sliding para el resto de las ventanas. Los parámetros son los siguientes:

Piso 2 Ventanas pequeñas: Height: 0,3, Width: 0,3, Depth: 0,15. Frame: Horiz./Vert. y Width: 0,02. Thickness: 0,1. Glazing Thickness: 0,02. Rails Width: 0,0.

3dsmaxtut09_27

Las ventanas traseras son sencillas de dibujar pues sólo basta seguir las dimensiones del marco, pero de todas maneras sus parámetros son:

Piso 2 Ventanas traseras: Height: 1,35, Width: 1,2, Depth: 0,15. Frame: Horiz./Vert. y Width: 0,051. Thickness: 0,013. Glazing Thickness: 0,006. Rails Width: 0,025.

Ahora dibujamos las ventanas en L. Para ello haremos dos ventanas tipo sliding de modo que el resultado sea el de la foto de abajo. De todas maneras los parámetros de ambas son:

Piso 2 Ventanas en L: Height: 1,35, Width: 1,35, Depth: 0,15. Frame: Horiz./Vert. y Width: 0,051. Thickness: 0,013. Glazing Thickness: 0,006. Rails Width: 0,025.

3dsmaxtut09_28

Una vez que tengamos todas las ventanas correderas dibujadas del segundo piso, procedemos a cambiar el valor de Depth a 0,08 para así finalizar la configuración de las ventanas. En el caso de las pequeñas, procedemos a cambiarlas a 0.1. Así terminamos de configurar las puertas y ventanas del segundo piso. Notaremos que hay un espacio entre las ventanas en L, para llenarlo sólo bastará que dibujemos una box la cual irá entre los vértices iniciales de las ventanas y así lograremos generar la esquina de encuentro entre las ventanas. El resultado de esto lo vemos en la imagen:

3dsmaxtut09_28b

Para el caso del primer piso, repetimos el mismo procedimiento para dibujar las ventanas con los mismo valores anteriores ya que todas las ventanas son de tipo sliding a excepción de la ventana del frente. Una vez que las terminemos, cambiamos el valor de Depth de la misma forma que con el segundo piso y ya están listas nuestras ventanas. En el caso de la ventana del frente, la dibujaremos con una ventana de tipo fixed. De todas maneras los parámetros de las ventanas son los siguientes:

Piso 1 Ventana frontal: Height: 1,8, Width: 2,45, Depth: 0,15. Frame: Horiz./Vert. y Width: 0,051. Thickness: 0,013. Glazing Thickness: 0,006. Rails Width: 0,025. #Panels Horiz.: 3 y activamos chamfered profile.

Piso 1 Ventanas traseras: Height: 1,35, Width: 1,2, Depth: 0,15. Frame: Horiz./Vert. y Width: 0,051. Thickness: 0,013. Glazing Thickness: 0,006. Rails Width: 0,025.

Este es el resultado de lo modelado hasta ahora:

Ahora procederemos a modelar la escalera de la casa. Afortunadamente realizarla en 3DSMAX resulta muy fácil, ya que al igual que en el caso de las puertas y ventanas el programa ya viene con escaleras predefinidas para ello, y se dibujan de igual manera que en el caso de las puertas (definiendo largo, ancho y altura). Nos vamos al panel crear y en el menú seleccionamos la opción Stairs, el cual contiene las escaleras. Las escaleras que tenemos a disposición son las siguientes:

LtypeStair: corresponde a la escalera en L.

3dsmaxtut09b_02

Spiral stair: corresponde a la escalera caracol.

3dsmaxtut09b_03

Straight stair: corresponde a la escalera lineal tradicional.

3dsmaxtut09b_04

Utype stair: corresponde a la escalera en U.

3dsmaxtut09b_05

Entre los parámetros que encontraremos en las escaleras están los siguientes:

escalas00Parámetros comunes a todas las escaleras:

Type: permite cambiar el tipo de escalera. Esta puede ser abierta (con o sin soportes), cerrada (tipo prefabricada) o tipo caja (bloque).

Stringers: activa o no la opción del larguero de la escalera. Handrail activa los pasamanos y Railpath muestra el recorrido de este.

Layout Length 1 (
y 2): define las medidas básicas de la escalera, estas pueden ser 1 o 2 según el tipo de escalera.

Width:
ancho de escalera.

Parámetros de layout de cada tipo en particular:

Left/Right: invierte el sentido de asecnso de los tramos de la escalera (sólo en Utype).

Offset: aumenta el desplazamiento (ancho) del espacio entre los tramos (sólo en Ltype y Utype).

Angle:
modifica el ángulo de giro de la “L” de la escalera (sólo en el caso de Ltype).

CCW/CW:
indica el sentido del giro de la escalera (sólo en Spiral).

Radius:
define el radio de la escalera (sólo en Spiral).

Revs: define el número de vueltas o revoluciones de la escalera, por defecto es 0,75 (sólo en Spiral).

Parámetros exclusivos de cada tipo:

Center pole:
activa el pilar central de una escalera caracol (sólo en Spiral).

Carriage: sólo disponible en escalas abiertas u Open, nos permite mostrar el o los soportes centrales de esta. Estos pueden ser editados en el panel Carriage.

Además de estos parámetros tenemos un cuadro muy importante para la creación de las escaleras. Este cuadro es Rise (derecha) el cual nos permitirá definir la altura de la escalera (Overall), la cantidad de peldaños (Riser Ct) y la medida de la contrahuella (Riser Ht). Podemos bloquear uno de ellos y editar cualquiera de los otros dos hasta definir los valores correspondientes, ya que al editar uno el otro cuadro sin bloquear automáticamente se ajustará al valor.

Podemos editar los parámetros de Railing, Carriage, Stringers y otros como Center pole en cuadros especializados según el tipo de escalera que creemos, o el tipo de elementos que dejaremos habilitados en ella. En estos cuadros editaremos sus dimensiones además de otros parámetros especiales.

Para colocar la escalera en nuestra casa, lo primero que haremos será eliminar el muro que está en la zona de las escaleras. Mediante operaciones de editable poly eliminamos las caras y luego tapamos los espacios con la opción cap o crearemos polígonos. El resultado es el de la imagen de abajo:

3dsmaxtut09b_09

Si bien la escalera es algo diferente en el plano original, para este caso sólo nos bastará insertar la escalera tipo Ltype Stair. Para dibujarla, nos ponemos en el segundo piso de la casa y activamos el modo alámbrico. Ahora definiremos el primer punto en el inicio de la escalera, arrastrando el mouse y con el botón presionado definimos el siguiente que estará en el final del lado más largo (imagen izquierda),

3dsmaxtut09b_10

el siguiente estará en el final de la L y el punto final lo ubicamos en la altura del piso. El resultado es el de la imagen de abajo:

3dsmaxtut09b_10b

Ahora deberemos ajustar los siguientes parámetros para ajustarla:

Type: open.
Offset:
0,15 m.
Overall:
2.925 m.
Riser Ct:
13 (luego debe ser bloqueado).
Carriage:
Depth: 0,05 m; Width: 1,2 m.

Ahora todo es cuestión de moverla hacia el primer piso y con esto terminamos la escalera. Simplemente dibujamos una caja de 1,2 x 0,15 x -0,2 mt y la movemos hacia la escalera de tal forma de taparla y delimitar la zona de la ducha, de tal modo que el resultado sea el de la imagen izquierda. Si queremos, podemos fusionar esta caja mediante boolean para definir de forma definitiva la estructura.

3dsmaxtut09b_11

Eso sí, es importante no fusionar la escalera para que podamos aplicar materiales y editarla sin problemas después.

Definiendo losas y terminando el modelado

3dsmaxtut09b_13

Modelar las losas es sencillo, seleccionamos el segundo piso y trabajaremos de forma aislada (isolate selection). Ahora dibujaremos una Spline en el contorno interior de la altura del piso de tal forma de definir una losa de tipo interior.

3dsmaxtut09b_12

Ahora simplemente realizamos operaciones de líneas (refine, trim, etc.) para definir la forma de la losa, la cual será la de la imagen de abajo:

3dsmaxtut09b_14

Ahora todo es cuestión de aplicar el modificador Extrude con Amount: 0,1 mt para definir la losa. Ahora simplemente la dejamos en Z=0 para dejarla junto al segundo piso.

Definir las alturas del cielo falso y la losa de techo es fácil, ya que repetiremos el mismo procedimiento que con la losa pero las líneas serán a partir del contorno externo del segundo piso lo cual hará mucho más fácil el modelado. En el caso de estas líneas, nos conviene realizar una copia de estas para definir las alturas de cielo mediante extrude. A ambas líneas en el subobjeto Spline le haremos un Outline de 0,15 mt. De tal modo que se vean como la foto izquierda. Ahora todo es cuestión de aplicarles extrude a ambas. En la primera copia eliminaremos las líneas exteriores para dejar sólo las interiores y aplicaremos un extrude de 0,10 m y la segunda la dejamos tal cual y aplicaremos un extrude de 0,9 m.

3dsmaxtut09b_14b

Ahora movemos la forma del cielo falso a la losa tomando como punto base uno de los interiores de esta forma y conectándolo con el de la losa.

3dsmaxtut09b_15

Para modelar el techo de la casa, simplemente seleccionamos la losa superior y realizamos una copia hacia arriba. Ahora la trabajamos en forma aislada y quitamos el modificador extrude ya que sólo nos interesan las líneas. Dibujamos 2 cajas de tal forma que los extremos coincidan con las líneas y con las divisiones que indica la foto derecha. La altura de ambas será de 0,6 mt.

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Convertimos ambas a editable poly y ponemos la ventana en modo alámbrico. Ahora simplemente tomamos los vértices superiores de la caja pequeña y realizamos un target Weld hacia su contraparte de abajo, de modo que nos quede como la imagen de abajo:

3dsmaxtut09b_17

Antes de repetir el procedimiento con la caja mayor, nos vamos a la vista top y alineamos los vértices del centro con la otra caja (imagen de abajo). La idea de esto es generar el punto donde la caja pequeña hará contacto.

3dsmaxtut09b_18

Repetimos ahora el procedimiento anterior con la segunda caja, y procedemos a ejecutar target Weld en todos los puntos superiores para generar la forma del techo. El resultado es el de la imagen de abajo.

3dsmaxtut09b_19

Para terminar el modelado del techo, debemos tomar sólo el punto que se ve en la imagen izquierda y moverlo hacia el punto superior del otro techo.

3dsmaxtut09b_20

Con esto ya está terminado el modelado del techo y si queremos, podemos atachar ambas cajas y fusionarlas en una sola malla mediante operaciones de edición de editable poly (cut, remove polygons y Weld). El resultado del modelado del techo es el de la imagen de abajo:

Ahora nos salimos del modo Isolated, borramos las líneas de referencia de la copia de la losa y movemos el techo hacia la losa superior para definirlo y terminar el modelado.

3dsmaxtut09b_22

Para terminar el modelado de la casa sólo nos falta definir los muros perimetrales y la losa del piso inferior, pero esto es bastante fácil de realizar mediante cajas (boxes) siguiendo las líneas en el plano y ayudándonos seleccionando el layer llamada MUROS PERIMETRALES. Los parámetros de altura son los siguientes:

Muros perimetrales primer piso: 2,6 mt.
Muro perimetral segundo piso: 4,5 mt.
Losa inferior: -0,1 mt.

Una vez que tenemos definidos estos elementos, simplemente seleccionamos todo el segundo piso y lo montamos sobre el primero. Podemos dejar todos estos elementos en un nuevo layer para separarlo de los layers del plano de AutoCAD, y con esto ya tenemos terminado el modelado básico de la casa. Si queremos, podemos modelar muebles y otros anexos al proyecto. Podemos también atachar las formas y convertir otras a editable poly para que sea más fácil aplicar materiales. Además podemos aplicar materiales para realzarla e iluminarla con GI u otra técnica.

Para el caso de las ventanas y puertas, las materializaremos mediante el material Multi/Sub-Object ya que debido a sus propiedades es el más apto para este tipo de elementos. Si queremos ver mayores detalles sobre este tipo de material, consultaremos el tutorial 06b.

Una vez terminada la materialización base de nuestro proyecto, realizamos un render (F9) para ver el resultado:

Este es el final de este tutorial. Si se ha saltado algún paso anterior o quiere recomenzar el tutorial, puede volver a la parte 1 de este.

Descargar material del tutorial: ir a página de descargas.

3DSMAX Tutorial 09: Importación de archivos CAD (parte 1)

3dsmax_importacion2A lo largo de este curso ya hemos aprendido a modelar en 3DSMAX mediante diversas técnicas, además de crear y aplicar materiales y terminando con los distintos tipos de iluminación tanto Standard como fotométricas, además de calcular iluminación global (GI) y realizar estudios de asoleo. Nuestra gran interrogante ahora es ¿se pueden importar archivos 2D y 3D desde otras plataformas como AutoCAD? ¿Podemos configurar las unidades de medida y ajustar el archivo original de AutoCAD, por ejemplo, a metros? La respuesta es sí: 3DSMAX nos permite importar y trabajar tanto con archivos 2D como 3D ya que los convierte en Splines en el caso de las líneas 2D, y al modo editable Mesh en el caso de los elementos 3D.

En este tutorial importaremos un archivo de AutoCAD en 3DSMAX y modelaremos una casa en 3D basándonos en un plano 2D dado. Para la correcta realización de este tutorial, en la página de descargas de los archivos de tutoriales 3D está el archivo base llamado tutorial09_casa.dwg el cual es un plano 2D de una vivienda la cual está trabajada en la unidad de Metros:

3dsmaxtut09_01

Preparando el archivo en AutoCAD

En este tutorial tenemos una vivienda de 2 pisos con sus cuatro fachadas y la planta de sus dos pisos. Para facilitar la labor de modelado, es importante establecer una serie de condiciones previas para el dibujo 2D antes de importar el archivo a 3DSMAX.

1) El dibujo debe estar bien trazado: Esto quiere decir que hay que tratar que las líneas sean lo más continuas posibles, evitando unir dos líneas a la mitad de un trazo. Al estar bien trazado evitaremos problemas derivados del uso de las herramientas de modelado 3D. Cuando alguna de estas no funciona, lo lógico es que sea por una falla del dibujo 2D.

2) Los elementos deben estar alineados en el mismo plano 2D: Esto quiere decir que no debe haber elementos sueltos “elevados” en el eje Z o en la altura. De lo contrario no podremos extruir las formas puesto que esta función sólo se realiza si las líneas o formas cerradas están contenidas en el mismo plano.

3) Asegurarse que las formas cerradas estén bien “cerradas”: Otra de las causas que la extrusión falle es que las líneas no se intersecten en un punto o arista (lo mismo en el caso que las líneas se traslapen). Esto es importante en elementos como muros o muebles, ya que a veces suelen estar separadas pero no se aprecian a simple vista ni al hacer Zoom.

4) Borrar las líneas sobrantes: hay veces que en AutoCAD se dibujan más líneas que se sobrescriben entre sí, lo ideal es borrar todas y dejar sólo la definitiva. Esto hará más liviano el archivo y nos evitará problemas de dibujo y por ende, de modelado 3D.

5) Establecer criterios de trabajo con capas o layers: lo ideal es trabajar con capas dividiendo el dibujo según cada elemento como por ejemplo muros estructurales, tabiques, mobiliario, etc.

En el caso que queramos importar un modelo 3D desde AutoCAD, lo ideal es realizar en este programa la parte estructural de este (muros, pilare,s vigas, vanos, etc.) y luego completar lo faltante (puertas, ventanas, escaleras standars, árboles 3D) en 3DSMAX. Para las condiciones previas del dibujo 3D se recomienda leer el tutorial sobre consejos para un buen modelado 3D.

Importando el archivo CAD

Para poder trabajar de forma definitiva y sin sobresaltos con nuestro modelo, el criterio básico de importación que tomaremos en cuenta es el siguiente: La unidad de trabajo en CAD debe ser la misma en el espacio model de 3DSMAX. Esto significa que si trabajamos el archivo DWG en “Metros” en AutoCAD, debemos colocar la misma unidad en 3DSMAX para asegurarnos que cada forma 3D que creemos en 3DSMAX quedará en perfecta escala con nuestro plano 2D y/o modelo 3D recién importado.

Para ajustar la unidad de medida debemos ir a Customize >> Units Setup y allí cambiamos la unidad de medida a Meters (Metros) tal como se ve en el cuadro de la imagen derecha. También podremos elegir entre las distintas unidades métricas como Kilómetros, Centímetros y Milímetros. Para el caso de nuestro ejercicio (el plano 2D llamado tutorial09_casa.dwg) debemos configurar la unidad en Metros (Meters) ya que el plano está dibujado en esa unidad. Con esto nos aseguraremos que el proyecto se convierta de forma definitiva al importarlo.

Para comenzar la importación propiamente tal, debemos ir a la opción import >> import del menú inicial de 3DSMAX. Al hacerlo, debemos seleccionar la ruta donde está nuestro archivo a importar. Cabe destacar que 3DSMAX acepta diversos formatos de archivo, los más populares son:

– AutoCAD Drawing (DWG/DXF).
– 3DStudio Mesh (3DS).
– ZBrush file (OBJ).
– Adobe illustrator (AI).
– VIZ Material (XML).

Seleccionamos el archivo tutorial09_casa.dwg y lo abrimos. Al hacerlo nos aparece el cuadro del lado derecho. Notaremos que en Model Scale nos aparece la opción Milimeters. Como nuestro proyecto está expresado en metros, debemos activar la opción Rescale para re-escalar el archivo, ahora elegiremos la opción meters para así trasladar el dibujo a metros.

En resumen, lo que haremos durante el proceso de importación será lo siguiente:

– Antes de importar el archivo y en el espacio de 3DSMAX elegiremos la misma unidad del dibujo de AutoCAD en la opción Units Setup.

– En el proceso mismo de importación debemos re-escalar el archivo eligiendo la misma unidad de nuestro dibujo, en la opción Rescale.

Recomendaciones al importar y opciones de importación

Si importamos formas curvas 2D y/o 3D, debemos tener cuidado pues si lo hacemos de manera regular los cuerpos redondos nos aparecerán de esta forma, tal como se ve en el siguiente ejemplo:

3dsmax_import01

Como se puede ver, las formas 2D curvas aparecen relativamente bien redondeadas pero los cuerpos redondos aparecen facetados por lo cual no quedan con la redondez que poseían en AutoCAD. Podremos mejorar estas curvas si en el cuadro de importación modificamos los parámetros Curve Steps y Maximun Surface deviation for 3D solids:

3dsmax_import02

En Curve Steps daremos más curvatura a las curvas 2D al aumentar su valor, mientras que en el segundo parámetro redondearemos mejor las geometrías 3D curvas al disminuir su valor, tal como se ve en las siguientes imágenes:

3dsmax_import01b

El mismo ejemplo anterior donde la geometría curva importada posee los valores de Curve Steps en 1 y Maximun Surface deviation for 3D solids en 1.

3dsmax_import01c

En este caso la geometría curva importada posee los valores de Curve Steps en 12 y Maximun Surface deviation for 3D solids en 0,1. Notamos claramente la diferencia en la redondez de las formas.

Así que antes de importar las formas 3D debemos considerar esta opción si tenemos geometría 3D curva o cuerpos redondos. Un buen valor de redondeo de curvatura es el que muestra la imagen de arriba (Maximun Surface deviation for 3D solids = 0,1).

Para todos los casos se recomienda dejar activada la opción Auto Smooth adjacement faces Smooth-angle, ya que en el caso de unidades de medida pequeñas (milímetros por ejemplo) aún cuando modifiquemos los valores se verán igual de facetadas, y esta opción suavizará todas las caras de forma definitiva.

3dsmax_import06

Entre las muchas opciones de importación, podemos definir si queremos soldar los vértices cercanos (Weld nearby vertices), tapar líneas cerradas (Cap Closed Splines), opciones de inclusión de elementos (hatches, points, Lights, views and cameras, etc.) o como derivamos las primitivas de AutoCAD. Si vamos a las persianas Layers y Spline Rendering tendremos acceso a más opciones. En Layers podremos elegir si queremos tomar todos los layers del archivo DWG (Skip all frozen Layers) o elegir los que queramos (Select from list).

3dsmax_import03

En la persiana Spline Rendering podremos elegir si queremos que las líneas se rendereen o se reproduzcan en la vista con los parámetros de las Splines ya conocidas de 3DSMAX (radial, lineal, Enable in renderer, etc.).

3dsmax_import04

Con esto podremos aplicar los parámetros de las líneas en nuestras formas 2D importadas:

3dsmax_import01d

Una vez que tenemos lista nuestra configuración, al presionar OK importamos de manera definitiva el archivo Automáticamente las formas 2D y/o 3D serán visibles en todas las vistas de 3DSMAX. Nuestras formas 3D aparecen en negro y si la rendereamos, no aparecerá nada pero no hay que preocuparse ya que basta insertar algún material para que el render sea visible. Si queremos que se vea en la viewport, basta que escojamos el modo “clay” o hagamos visibles sus aristas mediante F4:

3dsmax_import01e

Archivo importado de forma normal.

3dsmax_import01f

Archivo importado en el que se aplica el modo “clay” para verlo en la Viewport.

3dsmax_import01g

Archivo importado con un material aplicado, y por lo tanto ya es visible en render.

Volviendo a nuestro archivo 2D, en este caso sólo debemos re-escalar a metros ya que no es necesaria ninguna otra acción. Al importar el plano de forma definitiva notaremos que la grilla en la vista perspective es mucho más pequeña que las que están en el resto de las vistas, esto indica que la conversión de escala ha resultado:

3dsmax_import05

Importación correcta del archivo 2D del tutorial, donde notamos la diferencia de tamaño entre el plano y la grilla de 3DSMAX.

Notaremos que el proyecto está ordenado en base a una estructura de capas (layers) pero aparentemente no podemos verlo, sin embargo 3DSMAX posee la opción de layers que funciona de forma similar a las capas de AutoCAD.

Layers en 3DSMAX

Para activar los layers en 3DSMAX; clickeamos en el botón manage layers:

Manage Layers: maneja las capas en 3DSMAX.

Al activar los layers nos aparece el cuadro de la derecha. Aquí podremos ver la estructura completa de los layers del proyecto 2D y obviamente podremos crearlos y administrarlos en una escena 3D de la misma forma que lo hacemos con AutoCAD. Entre las herramientas más importantes tenemos:

Hide: oculta el layer de la misma forma que en AutoCAD. Podremos dibujar en él pero la forma no se verá hasta que lo hagamos visible.

Freeze: congela los objetos de la misma forma que el freeze tradicional. Podremos dibujar objetos pero estos se congelarán y no podremos editarlos hasta descongelar el layer.

Render: determina si el layers lo rendereamos o no.

Color: color del layer.

Radiosity: con esta opción definimos si la radiosidad se calcula en los objetos del layer o no.

Active: si clickeamos en el cuadrado del layer, lo dejaremos activo. Esto se indica con la flecha de visto bueno.

Rename: podemos renombrar el layer haciendo doble click en el nombre de este. También lo podremos realizar con el botón secundario y activando la opción Rename.

Opciones del menú de layers (ordenados de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo)

New layer: crea un nuevo layer.

Erase layer (X): borra un layer siempre y cuando este esté vacío y no esté activo.

Add object to layer (+): si tenemos un objeto seleccionado en cualquier vista y un layer que no es el del objeto, podemos cambiarlo a ese layer presionando esta opción.

Select Objects: selecciona todos los objetos de un layer, seleccionando previamente este.

Highlight Select Objects layer: vuelve al layer posterior a layer 0.

Hide all layers: oculta todos los layers.

Freeze all layers: congela todos los layers.

Comenzando el modelado en 3DSMAX

Trabajar con la selección de layers es la mejor opción ya que el dibujo está ordenado según la estructura de cada uno de sus elementos estructurales y secundarios. Para modelar los muros podemos seleccionar los elementos del layer llamado MUROS ESTRUCTURALES y luego aplicar la opción isolate selection para editar las líneas de los muros.

3dsmaxtut09_07

Notaremos que las líneas se convierten en Editable Spline. Por lo tanto podremos ejecutar las operaciones de edición de vértices como por ejemplo, Weld (soldar). Vamos al subobjeto vertex y procedemos a soldar todos los vértices y luego aplicaremos el modificador extrude para ver el resultado. Modificamos el valor de Amount a 2,6 y notaremos que los muros son negros. Para resolver el problema bastará con agregar un material standard y ya podremos ver los muros del color que queramos.

3dsmaxtut09_08

En el caso de la casa el segundo piso es un poco más alto (2,7 mts), así que antes de trabajar con el primer piso nos conviene ir al subobjeto Spline, seleccionar todas las líneas del segundo piso y luego presionar el botón detach, así estas líneas se separarán del primer piso y podremos aplicarles nuevamente el modificador extrude, esta vez cambiando su altura a 2,7 mts. El resultado es el de la imagen de abajo:

3dsmaxtut09_09

Para modelar los vanos de las puertas del primer piso, simplemente dibujamos cajas (box) de tal modo que las esquinas opuestas sean las de los vanos, así definiremos la altura de la caja en -0.2.

3dsmaxtut09_10

Es importante que nos ayudemos con los snaps y activemos la opción vertex. Si queremos, dejamos activo el layer MUROS PERIMETRALES para trabajar sin problemas. Repetimos esto para modelar todos los vanos del primer piso.

3dsmaxtut09_10b

Para el caso de la puerta de acceso, nos guiamos por el rectángulo que está en el plano y lo dibujamos, luego movemos esta caja recién creada hacia arriba de tal modo que su parte superior coincida con los vanos:

3dsmaxtut09_10c

Para los vanos de las ventanas realizamos lo mismo que con las puertas, sólo que estas cajas partirán desde abajo y definiremos una altura.

3dsmaxtut09_11

Nos conviene ver la vista en modo alámbrico (F3) y dibujar tomando los puntos guía de las ventanas que nos dan las líneas de extrusión. Definiremos las siguientes alturas para las ventanas:

1.35 para las dos ventanas traseras.
1.8 para la ventana del frente.
1.8 para el rectángulo más pequeño (vano de fachada).

Una vez que tengamos las cajas de las ventanas listas, lo único que debemos hacer es seleccionarlas y moverlas en torno al eje Z. Para ello simplemente seleccionamos la caja, presionamos el botón secundario del mouse en el ícono de mover y allí podremos asignar la nueva posición del objeto en el eje Z. Los valores son:

1.05 para las ventanas traseras.
0.5 para la ventana del frente.
0.5 para el sólido más pequeño (vano de fachada).

El resultado es el de la imagen de abajo, donde podemos ver una de las ventanas traseras en Z=1,05 mts.

3dsmaxtut09_12

Ya tenemos lista nuestra estructura del primer piso. Lo que debemos hacer ahora es generar los vanos de las ventanas y para eso vamos al panel create y elegimos la opción compound objects. Entre las operaciones disponibles nos aparece la opción boolean. Antes de esto nos conviene aumentar el valor de lenght (o Width) si este está en 0.15 para asegurarnos que la resta del volumen se haga de manera correcta (imagen de abajo).

3dsmaxtut09_13

Seleccionamos los muros y ya en boolean, seleccionamos la opción Substraction (A-B) (imagen derecha) y luego presionamos el botón Pick Operand B, seleccionamos cualquiera de las ventanas y notaremos que ha sido sustraída, definiendo el vano. Nos conviene cancelar con esc, luego volver a presionar boolean y repetir el proceso, ya que si intentamos restar los vanos dentro de boolean sólo nos permitirá restar de a uno. Una vez que tenemos nuestros vanos restados, repetiremos los procesos pero esta vez seleccionaremos union en lugar de substraction. La idea es unir los vanos creados con los muros y terminar así la estructura del primer piso de la casa.

El resultado de nuestras operaciones es el de la imagen de abajo:

3dsmaxtut09_15

Ya tenemos el primer piso listo y ahora nos corresponderá definir el segundo. Para dibujar los vanos de las puertas, lo haremos de la misma forma que con el primer piso (valor 0.2). En el caso del vano de la última pieza, realizaremos una caja que mida 0,15 de lenght y de Height: 0,2. Luego la convertimos a editable poly y la movemos para hacerla calzar con los vanos. Finamente, nos vamos al subobjeto vertex de edit poly y movemos sus vértices para que estos coincidan con el muro:

3dsmaxtut09_16

En el caso de las ventanas repetiremos el proceso realizado con el primer piso, pero esta vez las alturas serán las siguientes:

1.35 para todas las ventanas.
0.3 para las ventanas pequeñas.

Para el caso de la ventana en L, dibujaremos una especie de cubo tomando las esquinas como puntos de superficie de este:

3dsmaxtut09_17

Y volvemos a desplazar las cajas de los vanos en el eje Z. Los valores son:

1.1 para las ventanas grandes
2.15 para las ventanas pequeñas.

Ejecutamos boolean y recortamos los vanos de las ventanas (excepto la pequeña del frente) además de unir los de las puertas a la estructura. Con esto casi terminamos la estructura del segundo piso.

Ya tenemos el segundo piso casi terminado. Ahora lo que debemos hacer es formar la secuencia de ventanas verticales del frente de la casa, para ello utilizaremos Array. En array definimos los siguientes valores:

Move, en eje Z escribimos -2,25 (5 x 0,45).
1D Count: 5.

Realizamos un preview para ver el resultado, el que debe ser similar al de la imagen de abajo. Presionamos OK y ya tenemos listo nuestro juego de ventanas.

3dsmaxtut09_18

Procedemos a ejecutar boolean para restarlas de los muros y ya tenemos lista la estructura del segundo piso.

Si tenemos algún problema con la malla, podemos convertir la estructura a editable poly y allí arreglarla mediante operaciones de edición de Subobjetos.

Este es el resultado de las operaciones realizadas hasta el momento:

Lo que haremos ahora será mejorar el modelo convirtiendo los muros al modo edit poly. Esto lo hacemos porque desafortunadamente las operaciones booleanas no son la especialidad de 3DSMAX y a menudo la malla resultante trae errores como se ve en la foto:

3dsmaxtut09_20

La idea de esta limpieza de malla es quitarle vértices innecesarios, líneas que estén de más, polígonos o errores producto de las operaciones booleanas. Para ello seleccionamos el modelo y presionamos el botón secundario y vamos a convert to >> convert to edit poly.

En la imagen de arriba vemos la malla que deja por defecto después de las operaciones booleanas, la de abajo corresponde a la mejora. Repetiremos lo mismo en caso del primer piso, si fuera necesario.

3dsmaxtut09_20b

Este es el fin de la primera parte del tutorial. Puede continuar con el tutorial yendo a la parte 2 de este mismo.

Descargar material del tutorial: ir a página de descargas.

3DSMAX Tutorial 08: Iluminación GI

3dsmax_gibCuando hablamos de una escena con iluminación tipo GI (Global Ilumination) 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. Este efecto es un tanto difícil de conseguir mediante la iluminación de tipo tradicional (comparándolo con los nuevos métodos de GI) ya que debemos colocar luces de tipo Spotlight en las zonas donde queremos que se produzca el rebote de luz. También se puede crear un “domo” de luces que genere toda la GI, y para aumentar el realismo podemos atenuarlas. Si todo lo anterior resulta demasiado difícil, podemos utilizar una luz de tipo Skylight y renderizar la escena con el plugin light tracer, eso sí a costa de tiempo de render.

Con la aparición de una gran cantidad de avanzados motores de render hablar de Iluminación Global ya dejó de ser un tema difícil, incluso en algunos motores de render (como Mental Ray) sólo basta colocar una luz de tipo Spot light, luego activar la iluminación global (GI) y obtenemos una escena realística, pero este tipo de iluminación tiene un precio caro y ese es el tiempo.

Ahora sólo nos asalta una duda, ¿Cómo en años pasados los animadores 3D generaban GI? Ya que no existía la cantidad de motores de render que hay ahora y su precio estaba fuera del alcance de cualquier bolsillo. La respuesta a este dilema es “pintar con luces”.

Ahora bien, la decisión de usar la GI automática o configurar un sistema propio de luces dependerá de cada uno, debemos poner en una balanza las ventajas y desventajas de cada sistema, tal vez en una escena sea mucho más rápido configurar un sistema de GI personalizado que uno automático o puede que no. Sin embargo configurar un sistema personalizado de luces tiene grandes ventajas ya que se tiene un control absoluto sobre la iluminación de la escena y puede brindar los mismos resultados y en un menor tiempo de configuración que en los sistemas GI automáticos.

Los sistemas de GI básicos que podremos usar en 3DSMAX son los siguientes:

1 – Crear un sistema personalizado de luces mediante un “domo” de luces Standard y luego aplicando un sistema llamado Sunlight para la luz solar (usando el motor de render que queramos).

2 – Creando un sistema llamado Sunlight e insertando en la escena una luz llamada Skylight, para luego configurar el GI.

3 – Creando un sistema llamado Daylight y configurando el GI.

Para las alternativas 2 y 3 podremos configurar GI usando lo siguiente:

– Aplicando los plugins Light Tracer (para escenas exteriores) o Radiosity (preferentemente para escenas interiores) en la persiana Advanced Lightning, en el caso que ocupemos el motor de render Default Scanline Render. Además debemos ajustar el control de exposición para mejorar el render. Este sistema funciona mejor con la alternativa 2.

– Configurando y aplicando Final Gather junto con GI en la persiana Indirect Ilumination, en el caso que usemos el motor de render Mental Ray. Además debemos ajustar el control de exposición para mejorar el render. Este sistema funciona mejor con la alternativa 3.

En este tutorial se irán viendo una a una estas 3 alternativas.

1- Creando un sistema personalizado de luces

Para crearlo, lo primero que haremos será colocar una luz de tipo Spotlight en el objeto a iluminar. La idea es que este apunte hacia el objeto y su target esté centrado en el punto de origen:

tut08_02

Ahora copiaremos mediante la herramienta array (Tools >> Array) teniendo en cuanta que el punto de pivote esté en Word y en la posición 0,0. Seleccionamos la luz y procedemos a ejecutar array.

En array nos aparecerá un cuadro donde deberemos colocar los siguientes valores:

Rotate: debemos presionar la flecha de la derecha y colocar el valor 360 en el eje Z, en type of object colocamos instance y en 1D colocamos el valor 10. Podemos ver una vista previa de las copias si presionamos el botón preview:

3dsmax_gi001

Una vez que tengamos nuestras copias, presionamos ok para crearlas.

tut08_03

Ahora hemos creado una serie de 10 luces que apuntan directamente hacia la casa. Ahora procederemos a copiar las luces en la vista left (tomándolas todas y presionando y manteniendo el botón shift) y luego las escalamos. La idea de esto es formar un “domo” de luces que envuelvan la casa, tal como se ve en la imagen:

tut08_04

Realizamos dos o tres copias más y volvemos a escalar para así completar el domo. El mínimo de luces que necesitamos son 50 aunque lo ideal es tener al menos, unas 150 para apreciar mejor el efecto.

Nota: no debemos olvidar que las luces siempre se deben copiar como instance, pues si las realizamos como copia (copy) no podremos modificarlas todas al mismo tiempo.

Si realizamos un render en este paso,  notaremos que la casa está de color banco y por ende la escena se “quema”:

3dsmax_gi002

Lo que debemos hacer ahora es configurar la intensidad de las luces y la atenuación de estas para así lograr el efecto. Seleccionamos una de las luces y procedemos a configurar la intensidad para bajarla (0,05) y lograr la iluminación adecuada de la casa:

3dsmax_gi003

Realizamos un render y el resultado es el de la imagen de arriba. Ahora mejoraremos la iluminación activando en las luces del domo la sombra de tipo shadow map:

3dsmax_gi004

Render realizado con 50 luces con intensidad 0,05 y aplicandoles el tipo de sombra Shadow Map.

Ahora pondremos una luz extra (de tipo direct) que arrojará la sombra general del sol (también podremos colocar el sistema Sunlight). El resultado es el siguiente:

3dsmax_gi005

Ahora procedemos a ocultar las luces del domo y configuramos la luz que proyecta la sombra. Podremos mejorar el resultado aumentando el número de luces en el domo, bajando la intensidad de estas y ajustando la intensidad de la luz que arroja la sombra del sol.

3dsmax_gi005b

Sistema de luces creado en el ejemplo anterior (total: 50 luces).

3dsmax_gi005d

Sistema creado con 150 luces. y una luz direct para el Sol. Abajo: el render resultante de este sistema.

3dsmax_gi005c

Podremos ajustar o mejorar el render mediante el panel Exposure Control donde podremos elegir distintos tipos de control de exposición de cámara. Exposure control se reseñará más abajo.

3dsmax_gi005e

El render anterior ajustado mediante Logarithmic Exposure Control.

2- Creando un sistema automático de luces

En este caso crearemos un sistema automático mediante la luz de tipo Skylight y una luz de tipo directa, o en su reemplazo el sistema Sunlight. Para crearlo, lo primero que haremos será abrir la escena llamada tutorial08.max y allí colocar una luz de tipo Direct (o insertar el sistema Sunlight) ya que esta será la que arroje sombras. Ahora deberemos crear una luz de tipo Skylight que se encuentra en el panel de las luces standard. Bastará colocar sólo una luz, ya que esta representa el “domo” de luces y por ende puede ir en cualquier parte de la escena:

tut08_06

Si realizamos un render el resultado será el siguiente:

3dsmax_gi006

Como vemos en la imagen, la iluminación se ve sobreexpuesta ya que para que funcione el GI debemos habilitar el plugin llamado Light Tracer, el cual se encuentra en la persiana Advanced Lightning del cuadro Render Setup.

Al llegar al cuadro Render Setup, en la persiana Advanced Lightning debemos habilitar el plugin Light Tracer. Es importante que esté activada la casilla Active, de otra forma el plugin no funcionará. También cambiaremos el valor de bounces de 0 a 1, esto hará más notorio el rebote de luz y por ello más claro el GI en el momento del render. El resultado es el siguiente:

3dsmax_gi007

El resultado es el de la imagen de arriba. Si el render se demora mucho, podremos reducir la cantidad de Ray/sample (cantidad de rayos) que viene por defecto (250) aunque esto implicará una pérdida de calidad en la imagen:

3dsmax_gi007b

Render realizado con Ray/sample en 50.

3dsmax_gi007c

Render realizado con Ray/sample en 20.

3dsmax_gi007d

Render realizado con Ray/sample en 5.

Por el contrario, si aumentamos la cantidad de rayos ganaremos mayor calidad aunque evidentemente, tendremos un largo tiempo de render:

3dsmax_gi007e

Render realizado con Ray/sample en 500.

Podremos ajustar o mejorar el render mediante el panel Exposure Control donde podremos elegir distintos tipos de control de exposición de cámara. Exposure control se reseñará más abajo.

3dsmax_gi007f

El render anterior ajustado mediante Logarithmic Exposure Control.

2a- Radiosidad o Radiosity

tut08_09

Radiosidad es una forma de iluminación indirecta en la cual la luz es transmitida entre las superficies por la reflexión difusa del color de la superficie. Este tipo de iluminación se obtiene mediante el rebote de la luz entre las superficies. Mientras más rebote haya, mucho más precisa será la solución de radiosidad la cual sólo está limitada por la cantidad de RAM que posea nuestra PC, ya que mientras más RAM tengamos mucho menos se demorarán los cálculos. Una vez calculada la radiosidad esta almacena información de sombreado en cada vértice de los objetos que estén en la escena, esto implica que la calidad de la radiosidad va a depender de la cantidad de vértices que contengan los objetos de la escena. Lo anterior puede considerarse una desventaja ya que mientras más compleja sea una escena, mucho más se va a prolongar el tiempo de cálculo.

Cuando modelamos una escena en la cual vamos a utilizar luces fotométricas debemos tener el cuidado de modelar bien y de hacerlo a escala, ya que un mal modelado podría provocar fugas de luz y las dimensiones erróneas de los objetos causaría que la escena se renderizará sobreexpuesta o con muy baja exposición.

En 3DSMAX hay dos formas de utilizar Radiosidad:

– La primera es utilizar luces fotométricas o de tipo Photometric, las cuales son muy utilizadas en iluminación de interiores para arquitectura. Esta es ideal para iluminar espacios interiores o utilizar GI del motor de render Mental Ray. Estas luces son reseñadas en este tutorial.

– La segunda consiste en utilizar un sistema de iluminación que se llama Daylight, el cual es generalmente usado para iluminación de exteriores. Con este sistema podemos separar los dos componentes de la luz exterior que son sol y cielo (Sun and Sky).

2b- Generando radiosidad para interiores

Este sistema utiliza el motor de Render por defecto de 3DSMAX llamado Default Scanline Render. Este sistema es ideal para configurar espacios interiores ya que Radiosity calculará el rebote de luz según la superficie y la cantidad de malla que posea nuestro modelo. Lo primero que haremos será modelar o definir una escena de interiores, o abrir la escena llamada tutorial08b.max que se incluye al final del artículo. Debemos modelar este espacio en unidades métricas y utilizando medidas reales para hacer más real la iluminación y para que el cálculo de las superficies sea más preciso. en esta escena aplicaremos 4 luces fotométricas (también funciona con luces standard) y luego realizaremos un render para ver la escena. Si colocamos luces fotométricas, cambiamos la distribución a Photometric web. El resultado del render normal es el de abajo:

tut08_14

Ahora debemos configurar la radiosidad para activar la iluminación indirecta o GI. Antes de ello nos conviene ir al panel Exposure Control (imagen de abajo, se encuentra en la misma persiana que environment) el cual nos permite definir el control de exposición de la imagen de forma similar al de una cámara real:

tut08_15

Allí tendremos las diversas opciones de control de exposición y seleccionamos Logarithmic Exposure Control, ya que es la más precisa. Presionando el botón Render Preview podremos ver un pequeño render antes del rendereado definitivo. Además podremos controlar sus parámetros como brillo (Brightness), contraste (Contrast), Tonos medios (Mid Tones) y Escala Física (Physical Scale). Si estamos realizando una escena de exteriores deberemos activar de forma obligada la opción Exterior daylight.

Para calcular la radiosidad nos vamos al cuadro Render Setup, elegimos la opción Advanced Lightning y esta vez elegiremos el plugin Radiosity. Presionaremos el botón Start para iniciar el cálculo de radiosidad y nos aseguramos estar en la vista en la que queramos realizarla:

3dsmax_gi0014

Cuando este termine, notaremos que se habrán formado los polígonos y líneas de vértices de la radiosidad. Ahora simplemente realizamos un render para ver la escena. Si queremos eliminar el cálculo y volver a realizarlo, presionamos el botón Reset All. El resultado al realizar el render es el siguiente:

tut08_16

La principal desventaja del sistema de radiosidad es que se puede ocupar sólo para renders estáticos, puesto que usarlo en animación implicaría calcular la radiosidad de cada cuadro y luego renderizarlo.

2c- Generando radiosidad para exteriores

Al iluminar una escena de exteriores tenemos varias opciones: las clásicas luces estándar o utilizar el sistema de iluminación diurna de 3DSMAX llamado DayLight. La gran ventaja de este sistema es que nos permite simular soluciones bastante precisas de iluminación y además podemos escoger horas, días, meses, años y hasta la zona horaria.

Daylight posee varias opciones: podemos utilizar las luces IES sun y IES sky que son las más precisas a la hora de representar la luz del cielo y la luz solar o utilizar la configuración que trae por defecto en la cual se utiliza una luz direccional mas una luz skylight que es menos precisa pero más rápida a la hora del cálculo.

Si no disponemos de suficiente tiempo para hacer un estudio de sombras y asoleo (que es generalmente para lo que se utiliza este sistema) preciso, podemos utilizar la luz de tipo Sunlight que tiene las mismas opciones de huso horario que Daylight, pero este tipo de luz no hace el cálculo de rebote de luz ya que es una luz de tipo directa, lo cual acelera bastante él render.

Para generar radiosidad exterior lo primero que haremos será modelar o definir una escena de exterior (la escena tutorial08c.max de este tutorial). Debemos modelar este espacio en unidades métricas y utilizando medidas reales para hacer más real la iluminación.

Ahora iremos al panel crear y presionaremos el último ícono llamado Systems (el de los engranajes) el cual es el de sistemas (systems). Al hacerlo nos mostrará varios tipos de sistemas y entre ellos estarán las opciones Sunlight y Daylight. Elegiremos Daylight e insertaremos la luz en la vista top, de tal forma de definir primero la estrella de puntos cardinales y luego la posición de la luz.

Al estar en el motor de Render Default Scanline e insertar el sistema Daylight se nos recomendará asignar como control de exposición a la opción Logarithmic Exposure control y activando la opción Exterior Daylight.

3dsmax_gi0015

Al estar en el motor de Render Mental Ray e insertar el sistema Daylight se nos recomendará asignar como control de exposición a la opción Mr Photographic Exposure control y colocar el Exposure Value (EV) en 15. Esta opción realzará de mejor forma la iluminación exterior que la tradicional Logarithmic (aunque no hay problema de utilizar cualquiera de los dos).

tut08_18b

Notaremos que no podremos mover la luz, en lugar de ello tendremos que definir el huso horario así como el lugar, día y hora. Ahora iremos al panel de motion (la rueda) y una vez allí podremos configurar los parámetros ya que nos aparece el cuadro de la imagen izquierda. Con el botón Get Location podremos elegir el lugar físico donde posicionaremos el objeto (incluso podemos elegir Santiago de Chile) o podremos definir sus parámetros como latitud o longitud.

En la opción Orbital Scale podremos definir la altura en la que está posicionada la luz respecto al suelo. Para nuestro caso elegimos Santiago y movemos el huso horario de tal modo que la luz nos quede como la imagen del lado (28/03 a las 13:00 hrs.). En la opción North Direction podremos mover o girar la brújula para adaptar la posición del Norte a la de nuestro modelo.

Si realizamos un render sin colocar opción alguna en Exposure Control, el resultado es el de la imagen de abajo:

tut08_20

Lo que haremos ahora para mejorarlo, será ir al control de exposición y activar el control de tipo logarithmic. Como esta escena es exterior deberemos marcar también la opción Exterior Daylight. Si tuviéramos una escena exterior pero la vista está desde el interior del edificio, podemos utilizar también la opción Automatic Exposure Control. Ahora nos vamos a la radiosidad (Radiosity) y procedemos a iniciar el cálculo, realizamos un render para ver el resultado final:

tut08_21

Nota: La intensidad de luz en un cielo claro es aproximadamente de unos 90.000 lux

Si seleccionamos la luz de Daylight y vamos al panel modificar, podremos elegir entre alternativas de luz del sol y luz de día además de la luz standard. Tenemos por ejemplo, IES Sun junto con IES Sky. Si los elegimos y realizamos el render este es el resultado:

tut08_21b_iessun_iessky

También podremos elegir MR Sun y MR Sky los cuales producen diferentes resultados según el motor de render que se utilice. MR Sun y MR Sky se utilizan junto al motor de render llamado Mental Ray. Si los elegimos y realizamos un render, el resultado es el siguiente:

tut08_21c_mrsun_mrsky

Si elegimos la opción Mr Sky, el programa nos preguntará si queremos asignar un cielo. Si aceptamos se creará el cielo junto al horizonte respectivo (mapa Mr Physical Sky), el cual se utilizará como base para el render.

Si queremos experimentar con el sistema de Sunlight, es igual que Daylight pero sólo coloca una luz direccional para realizar el estudio de asoleo.

En el caso del sistema Sunlight, podremos modificar la intensidad de la luz y los parámetros de sombras de la misma manera como lo hacemos con cualquier tipo de luz direccional standard. Un render con el sistema Sunlight es similar a la imagen de abajo:

tut08_22

3- Generando GI con Mental Ray

Mental Ray es un motor de render con el cual podemos conseguir simulaciones con base física de los efectos de la luz. Este motor de render acepta varias técnicas de GI como Photon map (mapa de fotones), cáusticas y Trace depth. En Mental Ray podremos usar tanto el sistema de luces Standard como el sistema Daylight (este último es el recomendado) y cualquiera de los dos tipos de control de exposición disponibles: Logarithmic y Mr Photographic.

Si comparamos el motor de render que trae por defecto 3DSMAX (Scanline) con mental ray, nos daremos cuenta de que este motor de render tiene muchas más ventajas como son los efectos cáusticos o la iluminación indirecta a partir de la técnica de photon map, que en el render de Scanline son mucho más difíciles de conseguir. Además Mental Ray trae su propia librería de materiales/mapas y si deseamos utilizar nuestros clásicos materiales lo podremos hacer, además que tenemos a nuestra disposición una persiana con la cual podemos utilizar los shaders de mental ray. Si bien las ventajas de este motor de render son bastante grandes estas tienen un precio y ese es el tiempo de renderizado.

Para utilizar Mental Ray debemos escogerlo en la persiana Common de Render Setup. Allí buscaremos la persiana Assign Renderer. Veremos que en production está la opción por defecto (Scanline Renderer). Presionamos el botón del lado y cuando nos aparezca el cuadro elegiremos Mental Ray Renderer. Con esto cargamos el motor de render y cambiará un poco de aspecto el cuadro de Render Setup.

Para generar el GI, nos iremos al ejemplo de la casa del primer ejercicio (tutorial08.max). Una vez que hemos abierto el archivo, procederemos a cambiar el motor de render a mental ray y dejaremos sólo la luz que hemos utilizado para generar la sombra. El multiplicador de la luz directa lo dejaremos en el valor 2.

En Mental Ray, el GI se logra con una técnica llamada Photon Map que tiene ciertas ventajas sobre la radiosidad, ya que esta técnica de GI no depende de la cantidad de malla y tampoco necesita generar una “solución previa” al render.

Para activarlo iremos a la persiana Indirect Ilumination del cuadro Render Setup, ubicamos la persiana Global Ilumination y activamos la opción Enable, esto activará el GI.

También nos aseguraremos de activar la opción Final Gather que está el principio de la persiana. Con Final Gather activado, mental ray genera un paso más de photon map y con esto se mejora notablemente la iluminación global de la escena. Eso sí, aumenta el tiempo de render. En FG Precision Presets podremos controlar la calidad del render y por defecto está activada la opción Draft, si lo movemos aumentaremos la calidad de la imagen pero el tiempo de render será considerablemente más largo.

En el caso de los valores de GI, si desactivamos Final gather podremos ver y controlar la cantidad de fotones en la escena. Mientras estos estén más juntos, se mezclarán de mejor manera y por ello podremos tener un render más realista. En la imagen de abajo hemos definido la cantidad de fotones por muestra (Maximum Num. Photons per Sample) en 10 y su radio máximo de muestra (Maximun Sampling radius) en 0.1, y vemos que la cantidad de fotones es insuficiente para el render:

tut08_25

Por el contrario, el render de la imagen siguiente tiene 500 fotones y no está activado el radio, por lo tanto es el más adecuado para nuestra escena:

tut08_25b

Render realizado con GI y Final Gather, sin incluir el mapa Physical Sky.

3dsmax_gi0016

Render realizado con Mr Photographic exposure control y valor de EV=15. En este caso se incluye en el fondo el mapa Physical Sky.

Si aplicamos GI mediante Mental Ray en el archivo de las columnas usando el sistema Daylight, los resultados son los siguientes:

3dsmax_gi0017

Render realizado con GI de Mental Ray, con control de Exposición en Mr Photographic, EV de 15 y una imagen de cielo de fondo (Mr Sun y Mr Sky).

3dsmax_gi0017b

Render realizado con GI de Mental Ray, con control de Exposición en Logarithmic, Exterior Daylight activado y una imagen de cielo de fondo (Mr Sun y Mr Sky).

3dsmax_gi0017c

Render realizado con GI de Mental Ray, con control de Exposición en Mr Photographic, EV de 15 y el cielo Mr Physical Sky (Mr Sun y Mr Sky). En este caso se ha aumentado la intensidad de la luz de Daylight a 3.

3b- Generando efectos cáusticos con Mental Ray

El efecto cáustico se produce cuando la luz que se proyecta en los objetos se refleja o refracta a través de otro objeto. Este efecto que es muy común en objetos refractivos como el agua o el vidrio en los cuales se pueden apreciar pequeños destellos en las sombras de los objetos.

En Mental Ray este tipo de efecto es bastante fácil de conseguir ya que sólo debemos asegurarnos que en las propiedades del objeto esté marcada la opción generar cáusticas, después nos asegurarnos de manejar correctamente las luces y las propiedades de la persiana Indirect Illumination.

Para generarlo, crearemos una escena (una tetera y una esfera) que estén sobre un plano. Aplicaremos a ambas un material de tipo Raytrace (copiaremos el color diffuse en Transparency) o crearemos un material que tenga este mapa en el canal de refraction (y Reflection). Ahora crearemos una luz de tipo omni que ilumine ambos objetos y que proyecte sombras de tipo Raytrace. Lo que haremos ahora es ir a las propiedades de cada objeto (seleccionando el objeto y clickeando con el botón secundario para luego seleccionar la opción object properties) y en la persiana mental ray activaremos la opción generate caustics. Esto debemos hacerlo en la tetera y en la esfera, o todos los objetos en los que queremos que se generen las cáusticas. Incluso debemos realizarlo en la luz para que resulte el efecto.

Una vez hecho esto, nos vamos a render Setup y en la persiana Indirect Ilumination buscamos Caustics and Global Ilumination, allí activamos la opción Enable Caustics. Además activaremos Final Gather y Enable GI.

Realizamos un render para ver el resultado final. Si no se ve claramente el efecto, podemos aumentar el valor de multiply de las cáusticas. Si se ven manchones o fotones en la escena, podemos resolver esto aumentando los valores de Fotones cáusticos y de GI en la opción light properties.

Este es el resultado del render final con el efecto de cáusticas, con el multiplicador de ellas en valor 5:

Descargar material del tutorial: ir a página de descargas.

Bibliografía utilizada:

– 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.

 

3DSMAX Tutorial 07, parte 1: Iluminación Standard

3dsmax_iluminacion_standardEn 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 el mundo real, la distancia influye en la intensidad de la luz puesto que la luz se difumina al ir alejándose de la fuente emisora. En 3DSMAX en cambio, la luz se proyecta hacia el infinito en el espacio 3D. Por defecto, el programa nos proporciona una iluminación Standard la cual nos permite ver nuestros modelos 3D. Estas son dos luces omnidireccionales: una ubicada atrás, como se ve en la imagen:

tut07_01

Y otra adelante, tal como se ve en la imagen de abajo:

tut07_02

Si aplicamos cualquier luz en 3DSMAX, estas se apagan para que podamos ver el efecto de esta. Si borramos las luces aplicadas, la iluminación standard vuelve a aparecer.

Ya sea que hablemos de luz natural o de cualquier fuente de luz artificial, debemos distinguir 2 tipos de luces: las luces duras, que son aquellas que proyectan sombras fuertes y demarcadas mientras que las luces blandas son aquellas que proyectan sombras suaves y difusas.

Debemos usar luces duras cuando:

– Simulamos iluminación que proviene de un bulbo (ampolleta) de luz en un cuarto pequeño.

– Para imitar la luz solar.

– Para iluminar escenas espaciales.

– Cuando imitamos las luces de un espectáculo (que incidan en un artista).

– Cuando deseamos que una sombra en el render nos advierta de otros objetos que están fuera de la escena y que deseamos que el espectador lleve su atención hacia ella.

– Para iluminar lugares inhóspitos (las luces duras hacen que la gente no se sienta cómoda).

Debemos usar luces blandas cuando:

– Cuando iluminamos días nublados y no deseamos sombras duras y negras.

– Para la iluminación indirecta que se refleja de los muros ya que generalmente es bastante suave.

– Para luces que están siendo transmitidas a través de materiales translucidos como una pantalla de luz o una cortina.

– Para imitar la iluminación interior (las luces suaves hacen de los entornos interiores más confortables, relajantes y hacen ver a los personajes más orgánicos).

– Para resaltar la belleza de un personaje, en especial de un personaje femenino el cual podemos resaltarlo solo utilizando luces suaves.

– Para generar representaciones (render) más realistas.

Tipos de luces Standard

Los colores de los materiales y las texturas de las superficies son profundamente afectadas cuando iluminamos la escena, por lo que se suele aplicar la iluminación en primer lugar y luego se procede a la texturización aunque no hay reglas al respecto.

Las luces se encuentran en icono de luces del panel crear. Como sabemos una vez creada la luz se desactivan las 2 luces que vienen activadas por defecto y se comienza a iluminar desde cero. Para insertar cualquier sistema de luces, debemos ir a al panel crear y presionamos el ícono luces. En el menú desplegable podemos elegir entre 2 sistemas de iluminación: Photometric (fotométrico) y Standard de 3DSMAX.

Las luces fotométricas utilizan valores fotométricos (energía de luz) que permiten definir las luces con más precisión, igual que si fuesen reales. Podemos crear luces con distintas distribuciones y características de color, o bien importar archivos fotométricos de los mismos fabricantes de luces. Podemos ver este tipo de luces más a fondo en el tutorial de luces fotométricas de este blog.

Las luces Standard son aquellas que tiene por defecto 3DSMAX y que abordaremos en este apunte. Estas luces tienen la ventaja que son válidas para todos los motores de render disponibles, aunque a cambio de no ser tan realistas como las Fotométricas. En 3DSMAX tenemos básicamente 4 tipos de luces que son:

tut07_04Omni: Como su nombre lo indica esta luz es de tipo “omnipresente”, esto es, que arroja luz en todas las direcciones de forma similar a una ampolleta o bombilla. Por esta característica es perfecta para ser usada como luz básica para iluminar una escena o un objeto, pero su fuerte es ser usada como luz de relleno (para evitar la oscuridad total en áreas no iluminadas de la escena). Es el equivalente a la luz de punto o point de AutoCAD 3D.

3dsmax_luces001

Render realizado con Omni para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena.

tut07_05Target/Free Spot: Este tipo de luz emite un rayo orientado con forma de cono de la misma manera que el de una linterna, un foco de teatro o una lámpara de sobremesa o escritorio.

Target Spot utiliza un objeto de destino o “Target” al que se dirigirá la luz, el cual se puede mover de forma independiente al de la posición de la lámpara o foco. En cambio en la opción Free Spot la luz siempre apuntará hacia donde la coloquemos según la vista en la que la dibujemos, ya que no tiene objeto de destino.

3dsmax_luces002

Render realizado con Spot para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena.

tut07_06Target/Free Direct: Este tipo de luz proyecta rayos de luz paralelos en una única dirección y de forma cilíndrica, de forma similar a la sombra proyectada por el sol sobre la superficie de la tierra. Por esto mismo la luz direccional se utiliza principalmente para simular la luz solar, e incluso tenemos un sistema de iluminación basado en esta llamado Sunlight.

Target Direct utiliza un objeto de destino o “Target” al que se dirigirá la luz, el cual se puede mover de forma independiente al de la posición de la lámpara o foco. En cambio en la opción Free Direct la luz siempre apuntará hacia donde la coloquemos según la vista en la que la dibujemos, ya que no tiene objeto de destino.

3dsmax_luces003

Render realizado con Direct para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena.

tut07_07Skylight: Este sistema está indicado para reproducir la luz diurna normal ya que en realidad equivale a colocar muchas luces de tipo Spot apuntando hacia la escena formando un “domo” de luces. Esta luz está ideada para ser utilizada con el plugin Light Tracer del motor de render por defecto Scanline Render, ya que por sí sola no da el efecto esperado. El cielo aparece como una cúpula situada sobre la escena.

3dsmax_luces004

Render realizado con Skylight para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena, sin aplicar el plugin Light Tracer.

Esta luz está indicada para escenas exteriores ya que si aplicamos Light Tracer en escenas interiores no funcionará. También es importante indicar que esta luz se debe complementar con una luz directa o Sunlight para simular de mejor manera la escena exterior.

3dsmax_luces005

El mismo render anterior pero aplicando el plugin Light Tracer, donde notamos que al ser una escena interior y al no haber vanos esta no se ilumina.

3dsmax_luces006

El mismo render anterior pero esta vez se han realizado vanos, y con ello ya podemos ver algo de iluminación diurna.

3dsmax_luces007

El mismo render anterior pero esta vez combinado con el sistema Sunlight.

3dsmax_luces009bExisten otros dos tipos de luces llamadas MR Area Omni y MR Area Spot, las cuales son básicamente luces Omni y Spot pero están diseñadas para el motor de render Mental Ray. En el caso de estas luces, podremos controlar la forma en que el área de la luz se distribuye en los objetos mediante la opción Area Light Parameters.

Si colocamos la luz Mr Area Omni Podremos elegir si queremos distribuirla en modo de esfera o Sphere (donde podremos editar su radio) o de forma cilíndrica o Cylinder (donde podremos ajustar su radio y su altura).

3dsmax_luces008

Render realizado con una luz Mr Area Omni para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena. En este caso al área de distribución es de tipo Sphere.

Si colocamos la luz Mr Area Spot Podremos elegir si queremos distribuirla en modo de recángulo o Rectangle (donde podremos editar su largo y ancho) o de forma de disco o Disc (donde podremos ajustar su radio).

3dsmax_luces009

Render realizado con una luz Mr Area Spot para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena. En este caso al área de distribución es de tipo Disc.

Debemos recordar que estas luces funcionarán de mejor forma en el motor de render Mental Ray.

Iluminación ambiental

3dsmax_luces010Al ser emitida la luz, los rayos de esta se propagan en el espacio hasta impactar sobre alguna superficie u objeto. Esta puede hacer que el rayo rebote total o parcialmente, o que sea absorbido por el medio. Cuando la luz rebota contra una superficie prosigue su camino con menor intensidad hasta volver a impactar con otra superficie y repitiendo el proceso hasta desaparecer.

A toda esta luz rebotando a la deriva en el espacio se le llama Iluminación Ambiental, y no es posible definir un origen preciso de la misma. Calcular el rebote de todos los rayos exige muchísimo cálculo de parte del programa 3DSMAX y por ende, tiempo de render. Podemos resolver parciamente este problema utilizando el parámetro de luz ambiental (Global Lightning). Podemos configurarla asignándole un color determinado y esto afectará a todos los objetos por igual en las zonas que no están iluminadas. Lo configuramos en el cuadro de environment.

tut07_08

Los parámetros de este son los siguientes:

Tint: por defecto está de color blanco. Al cambiarlo, Tint tiñe las luces de la escena con un determinado color. La Luz ambiental no se ve afectada.

3dsmax_luces011

En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado en Tint el color rojo, mientras que los otros parámetros están por defecto.

Level: Establece Nivel de intensidad. Un valor superior a 1 aumenta la intensidad de todas las luces de la escena por igual. Valores menores a 1 la atenúan.

3dsmax_luces013

En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado en Level el valor 2, mientras que los otros parámetros están por defecto.

Ambient: Por defecto está de color negro. Al cambiarlo, la luz ambiente o Ambient afectará a todas las zonas no iluminadas de los objetos por igual.

3dsmax_luces012

En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado en Ambient el color rojo, mientras que los otros parámetros están por defecto.

3dsmax_luces014

En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado a Ambient y Tint el color rojo.

3dsmax_luces015

En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado a Ambient el color rojo y a Tint el color verde.

Parámetros generales de las luces standard

Todas las luces standard a excepción de Skylight comparten parámetros comunes, los cuales son los siguientes:

Light type: podemos cambiar a cualquiera de los 3 tipos de luces disponibles: Omni, Spot y Direct. En Caso de las luces Direct y Spot, podemos activar la opción target para habilitar el objetivo y además podremos definir su longitud (o manipularlo directamente en la Viewport).

On: habilitamos o deshabilitamos la luz. Si  tenemos una luz en la escena y esta está en modo OFF y realizamos un render, la escena no se iluminará a menos que activemos la luz o la borremos. Podemos activar o desactivar tantas como queramos, según la cantidad de luces que tengamos en nuestra escena.

Shadows On/Off: en este caso habilitamos o deshabilitamos la proyección de sombra. Al clickear en Use Global Settings, habilitamos la sombra de tipo Shadow Map que está por defecto.

3dsmax_luces016a_sinsombra

Render realizado con Sombra (Shadow) desactivada.

Los tipos de sombra que podemos elegir son los siguientes:

– Shadow Map.
– Mental Ray Shadow Map.
– Area Shadows.
– Ray Traced Shadows.
– Advanced Ray Traced Shadows.

Las sombras y sus parámetros son reseñadas en el Tutorial de sombras, por lo tanto no serán parte de este apunte.

Color: por defecto está en color blanco, y nos permite definir el color de la luz el cual afectará a todos los objetos que sean iluminados por ella.

3dsmax_luces017

Render realizado con color de luz en Amarillo.

3dsmax_luces017b

Render realizado con color de luz en Verde claro.

3dsmax_luces017c

Render realizado con color de luz en Morado.

Exclude: al presionar esta opción podemos excluir (exclude) o incluir (include) los objetos que queremos que sean afectados por la luz en particular (a diferencia del mundo real en que esto no ocurre pues todos los objetos afectos por la luz son iluminados). Incluso podemos elegir si queremos que el objeto sólo arroje sombras, o ambas.

3dsmax_luces018

Eligiendo el o los objetos del cuadro de la izquierda y presionando la flecha derecha (>>) a podremos agregarlo a la lista de exclusiones en la cual tendremos las opciones de Iluminación (Illumination), Arrojar Sombras (Shadow Casting) o ambos (Both). Para volver el objeto a la normalidad, bastará elegirlo del cuadro de la derecha y luego presionar la flecha izquierda (<<).

3dsmax_luces018b

Render de la configuración de la imagen anterior donde vemos que la tetera 1 no se ilumina ni arroja sombras.

Multiplier: aumenta o disminuye la intensidad de la luz mediante valores positivos o negativos. Debemos tomar en cuenta que este valor no se refiere a los “watts” del foco de luz, sino más bien es una referencia para comparar y ajustar la iluminación de las distintas fuentes de luz. Los valores negativos restan luz a las zonas que lo afectan, generando oscuridad.

tut07_12

tut07_11

En la primera imagen vemos un render con una luz omni aplicada y su valor de Multiplier positivo, mientras que en la segunda el valor de este es negativo, generando una mancha oscura.

3dsmax_luces019

El render de las teteras anteriores con valores de Multiplier en 5.

3dsmax_luces019b

El render de las teteras anteriores con valores de Multiplier en 0,01.

Atenuación (Attenuation): en el mundo real, la luz se propaga en el espacio hasta que pierde potencia y desaparece. En 3DSMAX esto no es así hasta que activemos los parámetros de atenuación. Tenemos dos tipos de atenuaciones: cercana (Near) y lejana (Far) que se utilizan para controlar cómo crece y decrece la intensidad de la luz en su recorrido.

– Atenuación cercana (Near Attenuation): nos permite controlar la distancia durante la cual el rayo que parte desde la fuente de luz comienza a crecer en potencia hasta alcanzar la iluminación máxima indicada en el multiplicador (multiplier). El valor de inicio (Start) define (en distancia de unidades) el comienzo de la fuente de luz. El valor final (end) indica la distancia en la cual el rayo alcanza la intensidad indicada en el multiplicador. La distancia entre ellos es el rango en que gradualmente comienza a aumentar la potencia de la luz.

3dsmax_luces020c

En la imagen notamos cómo manipulando los valores de Near Attenuation evitamos iluminar la primera tetera mientras que la segunda se va iluminando gradualmente. El valor de inicio (Start) está representado por la lente (o esfera en el caso de la luz Omni) color azul marino, mientras que el valor final (End) es azul claro.

3dsmax_luces020d

– Atenuación lejana (Far Attenuation): nos permite controlar la distancia durante la cual el rayo que parte desde la fuente de luz comienza a decrecer en potencia hasta apagarse. El valor de inicio (Start) define (en distancia de unidades) el comienzo de la pérdida de potencia de la fuente de luz. El valor final (end) indica la distancia en la cual el rayo se extingue. La distancia entre ellos es el rango en que gradualmente comienza a disminuir la potencia de la luz.

3dsmax_luces020

En la imagen notamos cómo manipulando los valores de Far Attenuation evitamos iluminar la segunda tetera. El valor de inicio (Start) está representado por la lente (o esfera en el caso de la luz Omni) color café claro, mientras que el valor final (End) es café oscuro.

3dsmax_luces020b

Decay: permite definir un método alternativo a la atenuación controlada. Tenemos dos tipos: Inverse Inverse Square (que calcula la atenuación real en la naturaleza). Esto quiere decir que la iluminación que alcanza un punto del objeto es igual a la intensidad de la luz dividido por la distancia entre el objeto y la luz al cuadrado La iluminación del Objeto = Intensidad / Distancia2. También disponemos de la opción None, o sea, sin decay. Con Start podemos definir la magnitud de la atenuación.

3dsmax_luces021

Configuración de Decay, mostrando lente de atenuación.

3dsmax_luces021b

Render de la Configuración anterior, en opción Inverse.

3dsmax_luces021c

Render de la Configuración anterior, en opción Inverse Square.

Parámetros extendidos de luces standard

En el caso de luces tipo direccional (Direct) y foco (Spot) tenemos otros parámetros extras que les son comunes a ambas, los cuales son:

Show Cone: nos muestra el “cono” que forma la luz, o el “cilindro” en el caso de las luces direccionales.

3dsmax_luces022

Overshoot: permite que estas luces iluminen de la misma forma que las omni pero que arrojen sombras sólo en el cono o cilindro que las definen.

Hotspot/Beam: define el diámetro del área del objetivo. En otras palabras, aumenta el diámetro de la base de cono. Se representa por el color celeste en Show Cone.

3dsmax_luces022b

Falloff/Field: define el valor del área desde donde se degrada la luz hacia los lados, a partir del valor definido en Hotspot/Beam. Se representa por el color azul marino en Show Cone.

3dsmax_luces022c

Circle/Rectangle: permite definir si el área iluminada forma un círculo o un rectángulo. Si elegimos la segunda opción, podremos cambiar las proporciones del rectángulo aumentando o disminuyendo el valor de Aspect. El botón bitmap fit nos permite encajar las proporciones de una imagen en esta área.

3dsmax_luces023

Área de luz definida mediante la opción Rectangle.

3dsmax_luces023b

Área de luz definida mediante la opción Rectangle, con Aspect menor que 1.

3dsmax_luces023c

Área de luz definida mediante la opción Rectangle, con Aspect mayor que 1.

Efectos avanzados de luces

Las luces cuentan además con un cuadro extra denominado efectos avanzados (Advanced Effects), entre los cuales destacamos:

Affect surfaces: nos permite controlar con precisión el efecto de la luz sobre las distintas propiedades de los materiales. pPodemos habilitar una luz para que ilumine sólo las propiedades especulares, difusas o ambientales independientemente o aumentar el contraste entre las áreas difusas y ambientales de una superficie.

3dsmax_luces024b

En la imagen, la primera luz ilumina sólo el mapa Diffuse mientras que la otra sólo ilumina el mapa specular (en blanco y negro).

3dsmax_luces024c

En la imagen, la primera luz ilumina el mapa Diffuse junto con specular mientras que la otra sólo ilumina el mapa specular (en blanco y negro).

Proyector map: nos permite seleccionar una imagen o un video y proyectarla en la superficie, similar a un proyector de cine.

3dsmax_luces024

En la imagen, una de las luces ilumina normalmente mientras que la otra proyecta una imagen en la superficie mediante la aplicación de Proyector map.

3dsmax_luces025Atmosphere and Effects: esta interesante opción nos permitirá agregar efectos especiales a nuestras luces. OPor defecto tendremos dos a nuestra disposición: Volume Light y Lens effects. El efecto más destacado es el llamado Volume Light el cual hará visible en el render el “volumen” de la luz proyectado por el emisor:

3dsmax_luces026

Render realizado con una luz Spot.

3dsmax_luces026b

Render realizado con una luz Spot pero aplicando el efecto Volume Light.

Mediante la opción Add podremos agregar el efecto deseado y mediante Delete borrarlo. Al elegir Add nos aparece el cuadro siguiente donde podremos elegir el efecto:

3dsmax_luces026d

Podremos configurar los parámetros de Volume light en el panel environtment, donde iremos a la persiana Atmosphere y elegiremos la opción volume Light. nos aparece el cuadro de abajo:

3dsmax_luces026c

En este caso las propiedades más importantes son:

Lights: podremos elegir qué luces se toman en cuenta o no para el efecto. Mediante Pick Light tomaremos la luz que queremos que se aplique el efecto y mediante Remove Light podremos elegir una de la lista y quit{arselo.

Fog Color: Por defecto es de color blanco. Fog color permite cambiar el color de la “niebla” o el color del volumen de luz:

3dsmax_luces026e

Render de Volume Light con Fog Color en Amarillo.

3dsmax_luces026f

Render de Volume Light con Fog Color en Rojo.

Attenuation Color: en este caso determina el color de la atenuación de la niebla, y puede ser apreciado si activamos cualquiera de las atenuaciones. Por defecto es Azul y su valor es en Atten. Mult. es 2.

3dsmax_luces026_attenuationcolor

Render de Volume Light con Attenuation Color en Rojo y el valor de Atten. Mult. por defecto, donde notamos el tono rojizo en la atenuación lejana (se ha activado Far Attenuation).

Atten. Mult: Por defecto es 2, y con este valor aumentamos o dismunuimos el efecto de Color Attenuation.

3dsmax_luces026_attenuationcolor2

El mismo Render anterior pero con Atten. Mult. en 20, donde notamos con precisión el Rojo de Fog Color.

Exponential: Aumenta la densidad de manera exponencial con la distancia. Cuando está apagada, la densidad aumenta linealmente con la distancia. Activemos esta casilla de verificación sólo cuando deseemos procesar objetos transparentes en el volumen de la niebla.

3dsmax_luces026a

Render de Volume Light con Exponential activado.

Density: Por defecto es el valor 5, y establece la densidad de la niebla. Cuanto más densa sea esta , más la luz se refleja en el interior del volumen. Para nieblas realistas se recomiendan niveles entre 2 y 6.

3dsmax_luces026g

Render de Volume Light con Density en valor 2.

Max Light%: representa el efecto de brillo máximo que se puede lograr (por defecto es 90%). Si bajamos este porcentaje podemos limitar el brillo de la luz para que no sea más denso a medida que se aleja de la fuente de la luz. Cuando la escena incluya objetos transparentes dentro de una luz del volumen, debemos ajustar este valor al 100%.

3dsmax_luces026h

Render de Volume Light con Max Light% en 50%.

3dsmax_luces026i

Render de Volume Light con Max Light% en 20%.

Min Light%: representa el efecto de brillo mínimo que se puede lograr (por defecto es 0%). Si Luz mínima es mayor que 0 , las áreas fuera del volumen de luz brillarán. Debemos tomar en cuenta que si aumentamos este valor el espacio fuera del volumen de luz tomará el color de la niebla.

3dsmax_luces026j

Render de Volume Light con Min Light% en 20%.

3dsmax_luces026k

Render de Volume Light con Min Light% en 20%.

Filter Shadows: Funciona con la sombra Shadow Map y con la opción Exponential activada, y nos permite obtener una mejor calidad del volume light mediante el aumento de la frecuencia de muestreo o Sample Rate (a costa del aumento de tiempo de render). En este caso tenemos las opciones: Low, Medium, High y Use Light Smp Range, donde podremos controlar el porcentaje de volumen si desmarcamos la opción Auto (el rango va desde 1 a 10.000). Estas opciones tienen que ver con la difuminación de la sombra ya que el manejo de estos valores acentúan o difuminan las sombras proyectadas por la luz.

3dsmax_luces027b

Render con Filter shadows en la opción Low. En este caso se ha removido la habitación para ver las sombras proyectadas.

3dsmax_luces027

Render con Filter shadows en la opción High. En este caso se ha removido la habitación para ver las sombras proyectadas.

Otra opción que podremos agregar a nuestro Volume Light es la opción de Noise. Al activarlo y subir el valor de Amopunt, podremos ver efectos de ruido en el volumen de luz y tenemos tres tipos de efectos de Noise: Regular, Fractal y Turbulence:

3dsmax_luces028

Render con la opción de Noise Regular activada, y el valor de Amount en 0,55.

3dsmax_luces028b

Render con la opción de Noise Fractal activada, y el valor de Amount en 0,55.

3dsmax_luces028c

Render con la opción de Noise Turbulence activada, y el valor de Amount en 0,55.

Podremos modificar los parámetros generales del ruido según la opción que elijamos, Las variables más importantes son:

Noise Thereshold: limita el efecto del ruido, y va entre 0 y 1. Por defecto es 1. Podremos colocar los valores en Low, High o ambos.

3dsmax_luces028d

Render con la opción de Noise Regular activada, el valor de Amount en 0,55 y Noise thereshold High en 0,5.

3dsmax_luces028e

Render con la opción de Noise Regular activada, el valor de Amount en 0,55 y Noise thereshold High y Low en 0,5.

Size: determina el tamaño de las partículas del ruido. Por defecto es 20.

3dsmax_luces028f

Render con la opción de Noise Regular activada, el valor de Amount en 0,55 y Size en 5.

Debemos recordar que podremos insertar la cantidad de luces que estimemos conveniente en nuestra escena, y que estos parámatros pueden ser configurados en cada luz por separado o al mismo tiempo si todas están en modo Instance.

Este es el fin del tutorial 07, parte 1.

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.

 


3DSMAX Tutorial 06: Materiales y Mapeo

3dsmax_materialesUn material es la suma de un conjunto de parámetros y mapas (que pueden ser imágenes o vídeos) que pueden ser asignados a la superficie de un modelo 3D para describir como este refleja y/o absorbe a luz. La mezcla de todas estas propiedades nos permitirá emular los materiales del mundo real tales como mármol, ladrillo, plásticos, metales, etc. Un mapa en 3DSMAX es cualquier archivo de imagen que el programa soporte (jpg, gif, bmp, etc.) y también puede ser un archivo de video (ave, mov, etc.), una secuencia de imágenes o mapas de procedimiento (procedurales) generados por el programa los cuales se asignan a las propiedades de los materiales con el fin de aumentar el nivel de realismo de los mismos. Los materiales que contienen uno o más mapas se llaman materiales mapeados.

La diferencia entre un material y un mapa es que el primero es un conjunto de propiedades de la superficie del objeto, mientras que los mapas se utilizan para caracterizar estas propiedades, por lo que están subordinados a los primeros.

Para cargar la lista de materiales debemos presionar el botón get material. Este nos desplegará el cuadro de materiales, donde podremos reconocer la lista de materiales tipo, la lista de mapas generados por el programa así como también los materiales que tenemos aplicados en la escena y por último los slots del editor de materiales.

Además de los materiales predeterminados, podemos cargar los materiales que vienen con 3DSMAX. Para ello, presionaremos el ícono de la flecha hacia abajo y cargaremos la opción open material library.

Buscaremos ahora el archivo llamado 3dsmax.mat (suele estar en 3dsmaxXXXX >> Materiallibraries) y lo seleccionamos. Aparecerá cargada nuestra biblioteca de materiales. Además de este archivo, 3DSMAX cuenta con Aec Templates, mrArch_DesignTemplates y Nature, que son también bibliotecas de materiales. Podemos crear nuestra propia biblioteca mediante la opción New material Library y luego asignándole un nombre. Para llenar la biblioteca con nuestros materiales bastará arrastrarlos hacia ella.

Si queremos guardar la biblioteca de materiales nos colocamos en la persiana respectiva y con el botón secundario del mouse elegimos la opción save as:

Con esto guardaremos la biblioteca en extensión mat lo que implica que podremos cargarla cuando queramos y en cualquier otra escena, mediante la opción open material library.

Tipos de materiales

Cuando elegimos el cuadro de materiales nos aparecen 2 grupos definidos: Materials y Maps. Dentro del primer grupo nos aparece el subgrupo Standard, que es el que contiene los materiales tipo que nos da 3DSMAX y con los cuales podremos crear nuestros propios materiales, si cargamos los materiales tipo de 3dsmax (3dsmax.mat) y vemos cada uno de ellos nos daremos cuenta que están formados a partir del grupo Standard. Este grupo clasifica a los materiales en 4 grupos:

Material standard: es el que viene por defecto en el programa. Con este podemos crear nuevos materiales.

Material Raytrace: para crear reflexiones y refracciones realistas.

Material sombra/mate: sirve para proyectar sombras en imágenes.

Materiales de composición: el más numeroso de todos, sirve para componer o mezclar materiales entre sí.

Los materiales tipo son los siguientes:

Bend (Mezcla):

Este material combina dos materiales en una misma superficie. Mediante el parámetro Mix Amount podemos definir el porcentaje de mezcla entre el material 1 y 2. Además podemos utilizar un mapa de escala de grises como máscara para definir qué zonas corresponden a cada material y con qué intensidad se mezclan.

3dsmaxtut06_00f

Double sided (2 lados):

Nos permite definir 2 materiales, uno en la superficie externa y otra en la interna. También podemos controlar cómo se funden ambos materiales utilizando el parámetro Translucency.

3dsmaxtut06_00h

Top/Bottom (Superior/Inferior):

Permite asignar dos materiales diferentes a la parte superior e inferior de un objeto 3D, y se puede mezclar la unión entre ambos materiales mediante el parámetro blend. Con el botón swap, podemos cambiar el orden de los materiales.

3dsmaxtut06_00j

Multi/Sub-object (Multi/Subobjeto):

Uno de los materiales más importantes ya que nos permite asignar desde 2 hasta 1.000 materiales diferentes dentro de un único slot y asignarlos a diferentes caras de una geometría, basándose en el número ID de los polígonos de esta. Este material funciona en objetos de tipo editable poly o aquellas geometrías que puedan ser asignadas mediante la opción mesh select. Mediante el parámetro Set Number podemos asignar la cantidad de materiales que queremos utilizar.

3dsmaxtut06_00l

Debido a su importancia y uso, el material Multi Sub-Object es tratado con mayor profundidad en su tutorial respectivo.

Compuesto (Composite):

Se utiliza para fusionar hasta 10 materiales diferentes entre sí mediante el uso de porcentajes de mezcla, composición aditiva o sustractiva. Los materiales se van combinando sucesivamente desde arriba hacia abajo, y cada uno puede utilizar un método distinto para combinarse con el resto.

3dsmaxtut06_00n

Shellac (Teñir):

Mezcla dos materiales entre sí tiñendo uno sobre el otro. Los colores del material Shellac son sumados a los del material base logrando un material más claro y con características comunes a ambos.

3dsmaxtut06_00p

Matte/Shadow (Mate/Sombra):

Aplica un mapa de entorno a la superficie de un objeto para camuflarlo en la escena pero con la posibilidad que se vean en él las sombras y reflexiones que proyectan los demás objetos. Se utiliza para simular sombras y reflexiones en fondos reales y ocultar objetos sobre fondos y videos. El efecto sólo es visible en la representación (render). No funciona en objetos de forma elíptica.

3dsmaxtut06_00r

Raytrace (reflexión y traslucidez):

Este material soporta los mismos tipos de sombreado de superficie que el material standard, pero además nos permite crear reflexiones y refracciones muy precisas y personalizables. Nos permite generar efectos de niebla interna, densidad de color, traslucidez, fluorescencia y otros efectos especiales. Podemos cambiar los colores (o asignar mapas) de los parámetros para que Raytrace funcione en forma automática.

3dsmaxtut06_00t

Ink Paint (entintado):

Este material nos permite emular un dibujo animado mediante la aplicación de colores planos. Podemos controlar el color y el brillo especular así como los colores de la tinta. Mediante el parámetro Ink Width podemos definir el grosor de la línea del contorno del dibujo.

3dsmaxtut06_00v

Shell Material:

Nos permite elegir la visualización entre dos materiales, si es que queremos ver uno en el viewport y en el render o uno en el render y el otro en el viewport. En el Slot del material aparece el que se verá en el render.

3dsmaxtut06_00x

XRef Material (referencia externa):

Nos permite tomar un material desde un objeto 3D de otra escena y representarlo de forma correcta en nuestro objeto 3D.

3dsmaxtut06_00z

Architectural (Arquitectura):

Es un material optimizado para mapear modelos de Arquitectura, pues cuenta con una multitud de parámetros editables como por ejemplo luminancia, translucidez, transparencia y otros efectos especiales. Lo mejor de este material es que tenemos muchos materiales y efectos preconfigurados, como por ejemplo cerámicas (imagen derecha), agua o maderas.

3dsmaxtut06_00zb

Debido a su importancia y uso, el material Architectural (Arch & Design de Mental Ray) es tratado con mayor profundidad en su tutorial respectivo.

Advanced Lighting Override:

Funciona en conjunto con la radiosidad (radiosity), se utiliza para simular iluminación de tipo neón. Es importante que el material base esté autoiluminado y asignar una escala de luminancia alta (1000 a 2000) para lograr el efecto.

3dsmaxtut06_00zd

DirectX Shader:

Es un material utilizado sólo en la viewport, en el cual podremos ver directamente el shader que se rendereará en otra aplicación (por ejemplo, motores de juegos). Podemos cambiarlo en la persiana DirectX shader.

3dsmaxtut06_00zf

Morpher: este material funciona con el modificador Morpher. Este mezcla los materiales de los distintos canales (podemos tener hasta 99) del modificador para lograr transiciones suaves. Es utilizado preferentemente en animación.

Proyecciones de Mapeo Estándar

Coordenadas de mapeo UVW

Cuando creamos un objeto en 3D y le asignamos una textura se nos presenta el problema de las “coordenadas de mapeo” ya que la imagen o se distorsiona, o no se aplica en la dirección que uno espera, o en algunos casos no se ve correctamente. Pero ¿qué son exactamente las coordenadas de mapeo?

Una coordenada de mapeo especifica la forma en que se proyecta una textura 2D en una geometría 3D. Al igual que los objetos 3D que tienen coordenadas del espacio en X, Y, Z, las texturas también tienen sus propias coordenadas: U, V y W que son equivalentes a las coordenadas de los objetos 3D en X, Y, Z.

Ahora ¿para qué sirve una coordenada W (profundidad) en una textura 2D? Este tipo de coordenada sólo la tienen mapas procedurales “en 3D”, también llamadas “solid textures” o “3D textures”.

Si creamos cualquier tipo de objeto 3D y le aplicamos un mapa procedural 3D en el canal Diffusse (por ejemplo: Wood), al realizar un render podremos ver cómo el mapa se distribuye uniformemente a través de la geometría del objeto sin generar ningún tipo de costura (imagen de abajo).

3dsmaxtut06_01

La manera más simple de asignar coordenadas de mapeo a un objeto es mediante las proyecciones de mapeo estándar las cuales son: planar, cilindrical, spherical, box y face, que están disponibles dentro de las propiedades de un modificador llamado UVW Map. Además, cada una de estas proyecciones tiene un Gizmo (conjunto de ejes) bastante representativo que puede ser movido, rotado, escalado y animado. El problema de las proyecciones estándar es que si no se configura bien la textura, esta deja ver la costura o “seam”.

El modificador UVW MAP

Cuando 3DSMAX aplica un mapa 2D sobre una superficie de carácter plana, cilíndrica, esférica o cúbica, este reconoce la forma del objeto ya que está definida como un parámetro base. Sin embargo, no ocurre lo mismo cuando tenemos objetos de tipo orgánico o con mallas de tipo editable poly ya que el programa asume que sólo es un conjunto de caras en el espacio 3D por lo que no sabe cómo “envolverlo”. Para resolver en parte este problema, aplicamos el modificador llamado UVW Map.

El modificador UVW Map se puede aplicar cualquier tipo de objeto, tanto a una primitiva como a un objeto de tipo editable poly.

Lo primero que veremos al aplicar el modificador es la imagen de la derecha. Aquí podremos seleccionar en la opción Zapping uno de los tipos de mapeado standard que 3DSMAX reconoce como parámetros base. Los parámetros o proyecciones base son los siguientes:

Mapeo Planar (plano): Esta opción proyecta la textura a través de un único eje, ya sea X, Y o Z. Esta opción es bastante útil cuando deseamos mapear un objeto plano que no tiene profundidad como por ejemplo: la hoja de un libro, un póster o un cuadro.

3dsmaxtut06_02

Mapeo Cylindrical (cilíndrico): Proyecta el mapa en el objeto envolviéndolo como si este fuera un cilindro. En la imagen de abajo se muestra claramente como el mapeo cilíndrico se proyecta sobre un objeto más la opción cap (tapa) activada.

3dsmaxtut06_03

Mapeo Spherical (esférico): Proyecta el mapa en el objeto desde una esfera. La imagen se estira desde un polo a otro envolviendo el objeto, los dos lados de la imagen se encuentran en una línea que es la costura del mapa. Este tipo de mapeo es útil en objetos con forma esférica.

3dsmaxtut06_04

Mapeo Box (caja): Proyecta el mapa desde una caja. En este tipo de proyección hay en realidad seis mapas planares (uno por cada lado de la caja). Este tipo de mapeo es útil en objetos con forma de caja, si se utiliza en otros objetos se obtendrán resultados extraños.

3dsmaxtut06_05

Mapeo Face (cara): Este tipo de mapeo proyecta el mapa de forma plana en cada uno de los polígonos del objeto.

3dsmaxtut06_06

En el modificador UVWMAP encontraremos los valores para U, V y W. Si los modificamos, le indicaremos al programa cuánto repetiremos la textura en alguno de los lados. Esto es útil para definir, por ejemplo, paredes de ladrillo. En la imagen de abajo encontraremos una caja de 180 x 90 x 12 con una textura aplicada por defecto:

3dsmaxtut06_07

Sin embargo, si a esta le aplicamos el modificador UVW Map nos quedará como la imagen de abajo:

3dsmaxtut06_08

Esto se debe a que el modificador por defecto aplica la proyección de tipo Planar y por ende se texturiza sólo la cara superior del objeto 3D. Podemos cambiar el tipo de proyección a Box y volveremos a la textura original.

Podemos notar que la proyección puede alinearse en torno de cualquier eje (X, Y o Z) y que podremos definir los valores de U, V y W que equivaldrían a estas coordenadas. En la imagen de abajo por ejemplo, el valor de “U” es 4:

3dsmaxtut06_09

Y a la misma caja, esta vez, se ha modificado el valor de “V” a 4:

3dsmaxtut06_10

Viendo los ejemplos anteriores notamos que en U la textura se repite 4 veces en torno al largo (eje X), mientras que V lo hace en torno a la altura de la caja (eje Y).

Podemos utilizar estos valores para definir las dimensiones exactas o aproximadas de una textura en el objeto. Al lado de los valores de U, V y W encontraremos la opción flip. Si la activamos, invertiremos la textura en forma Vertical (U) u Horizontal (V).

3dsmaxtut06_11

Textura original

3dsmaxtut06_12

Textura volteada en forma Horizontal, aplicando flip en V.

3dsmaxtut06_13

Textura volteada en forma Vertical, aplicando flip en U.

Otra propiedad interesante de UVW Map es que podemos transformar la textura ya sea moviéndola, rotándola o escalándola mediante la opción Gizmo.

3dsmaxtut06_15

Al seleccionar este gizmo, podemos aplicar transformaciones como Move, Rotate y Scale sin problemas en la textura sin transformar el objeto 3D en el que esta se aplica.

También podemos modificar sus parámetros en Lenght, Width y Height.

Entre los parámetros más importantes del modificador UVW Map tenemos:

Alignment: nos permite alinear la proyección en X, y o Z.

Channels (canales): se utiliza cuando queremos aplicar muchos UVW Maps a una cara o al objeto. Si aplicamos un nuevo UVW map a un objeto siempre tendrá por defecto el canal 1, si lo aumentamos nos mostrará el mapeado del UVW de abajo. Podemos tener hasta 99 canales.

Fit (encajar): si lo activamos, la proyección encajará en el objeto.

Center (centrar): centra la textura con el centro de la cara.

Región Fit (encajar en región): con este parámetro podremos encajar el mapa en una región del objeto.

Reset: volveremos a la textura por defecto.

Display: muestra o no la costura o seam. Por defecto activa la opción Show No Seams (no mostrar costura). La costura se representa mediante una línea verde.

En caso que quisiéramos definir una textura diferente en cada cara del objeto, podemos ayudarnos con el modificador llamado Mesh selectMesh select nos permite seleccionar uno o más polígonos y asignarles un ID, luego de esto podemos aplicar un UVW Map a esa cara para mapearla. Debemos tomar en cuenta que si queremos realizar las 6 caras de una caja, debemos realizar este proceso 6 veces (uno por cada cara) y que todas las caras deben tener distinto ID, en el caso de a caja de la imagen de abajo este proceso se ha realizado 3 veces.

Otra cosa importante es trabajar con el material de tipo Multi/Sub-Object y definir 6 materiales (las 6 caras) y asignarles la textura a estos en el canal difusse.

3dsmaxtut06_16

Este es el fin del tutorial 06.

Bibliografía utilizada:

– Tutorial Propiedades de los materiales en 3DSMAX 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.

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