3DSMAX Iluminación: Luces Standard parte 1, introducción e iluminación ambiental

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 veremos los aspectos básicos de las luces en general y las luces Standard de las que dispone 3DSMAX, junto con sus parámetros esenciales además de ejemplos de aplicación.

Para la correcta realización de este tutorial, se debe descargar el archivo base al hacer clic en la imagen siguiente:

Tipos de luces generales

Ya sea que hablemos de luz natural o de cualquier fuente de luz artificial, siempre debemos tener en cuenta que existen dos tipos de luces base. El uso de uno u otro tipo de luz dependerá de lo que queramos iluminar o el efecto que deseemos provocar en la escena o animación respectiva. Estos tipos son:

a) luces duras, que son aquellas que proyectan sombras fuertes y demarcadas.

Debemos usar las 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 y/o 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 (resaltar).
– Para iluminar lugares inhóspitos, ya que las luces duras hacen que la gente no se sienta cómoda.

b) luces blandas, que son aquellas que proyectan sombras suaves y difusas.

Debemos usar las luces blandas cuando:

– Iluminamos días nublados y por ello, no deseamos sombras duras y negras.
– Para la iluminación indirecta que se refleja de los muros de una edificación, ya que generalmente es bastante suave.
– Para luces que están siendo transmitidas a través de materiales translucidos, como por ejemplo una pantalla de luz o una cortina.
– Para imitar la iluminación interior, ya que las luces suaves hacen que los entornos interiores se perciban más confortables, relajantes y a la vez hacen ver a los personajes más orgánicos.
– Para resaltar la belleza de un personaje, en especial de un personaje femenino a la cual podemos resaltar solo utilizando luces suaves.
– Para generar representaciones o renders más realistas.

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 de tipo “Standard” la cual nos permite ver nuestros modelos 3D en el espacio de trabajo. Por defecto, estas son dos luces de tipo omnidireccional: una se ubica detrás del modelo y otra que se encuentra adelante, tal como se aprecia en la imagen siguiente:

Estas luces pueden ser editadas en el panel llamado Viewport Setting and Preference, el cual se ubica al hacer clic en Standard del lado del menú de vistas de la Viewport, y accediendo a Per-View Presets:

En este panel podremos modificar aspectos como la calidad de las luces, activar las sombras o la oclusión ambiental y modificar sus parámetros respectivos, además de definir el tipo de transparencia a mostrar y sobre todo, el cómo se verán los materiales en la escena. Un aspecto interesante de este panel es que podremos quitar una de las luces por defecto, si en Default Lights elegimos 1 Light en lugar de las 2 por defecto. Esto cambiará la iluminación del objeto y el efecto de las luces en la viewport:

Ahora bien, si insertamos una luz de cualquier tipo en 3DSMAX, las luces por defecto se apagarán para que podamos ver el efecto de esta nueva luz en el objeto. Si borramos las luces aplicadas, la iluminación Standard vuelve a aparecer. Por defecto, 3DSMAX nos brinda dos sistemas de iluminación que son:

1) Standard: la iluminación por defecto del programa en las versiones antiguas, y se utiliza preferentemente para animación 3D ya que posee parámetros exclusivos para ese ámbito.
2) Photometric: la iluminación por defecto del programa en las versiones modernas. Estas son las luces más acordes a la realidad y por ello, se utilizan preferentemente en representaciones de Arquitectura. Las luces fotométricas utilizan valores fotométricos (energía de luz) que permiten definir las luces con más precisión tal como ocurre en la realidad. 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.

Además de los dos sistemas por defecto, las versiones modernas de 3DSMAX nos ofrecen un tercer tipo de luz llamada Arnold, la cual se utiliza preferentemente para el motor de Render del mismo nombre y que viene incorporado en el programa. Sin embargo, en este tutorial veremos las más antiguas y clásicas de 3DSMAX: las luces Standard. Ahora bien, si aplicamos la iluminación Standard en una escena, esta NO funcionará en el motor de Render por defecto llamado ART Render pues al renderizar, la escena sale completamente negra y si cambiamos el fondo, el render sí se realiza pero el motor de Render no toma en cuenta la luz standard. Por lo tanto, para la realización del tutorial deberemos cambiarlo al motor Scanline Renderer desde el cuadro Render Setup (tecla F10):

Tipos de luces Standard

Cuando iluminamos una escena mediante una luz, los colores de los materiales y las texturas de las superficies son profundamente afectados, por lo que al realizar animaciones o renderizados fijos usualmente se suele aplicar primeramente la iluminación y luego se procede con la texturización o materialización, aunque también vale decir que no hay reglas al respecto. Para insertar las luces en 3DSMAX, se debe ir al panel de creación de formas y elegir el icono de luces. En el menú desplegable podemos elegir entre los sistemas de iluminación Photometric (fotométrico), Standard y Arnold de 3DSMAX. Dentro de este, elegiremos Standard:

Como ya sabemos, una vez creada la luz se desactivan las luces que vienen activadas por defecto y, por ello, se comienza a iluminar desde “cero”. En el caso de las luces Standard, estas tienen la ventaja que son válidas para la mayoría de los motores de Render disponibles en el mercado (a excepción de Art Render), aunque a cambio estas no son tan realistas como lo son las luces Fotométricas.

En 3DSMAX tenemos básicamente 4 tipos de luces de tipo Standard las cuales son:

a) Omni Light: como su nombre lo indica, esta luz es de tipo “omnipresente”, es decir, 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” como por ejemplo, para evitar la oscuridad total en las áreas no iluminadas de la escena. Este tipo de luz es el equivalente a la luz de punto o Point de AutoCAD 3D.

b) Spot Light: 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. En este caso tenemos dos tipos de luz de linterna llamados Target Spot y Free Spot. Target Spot utiliza un punto de coordenada 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 target o punto de destino. Este tipo de luz es el equivalente a la luz de linterna o Spotlight de AutoCAD 3D.

c) Direct Light: 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 ya que incluso tenemos un sistema de iluminación basado en esta llamado Sunlight. En este caso, tenemos dos tipos de luz directa llamados Target direct y Free Direct. Target Direct utiliza un punto de coordenada 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 target o punto de destino.

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

Como nota especial diremos que esta luz solamente se debe aplicar UNA vez, ya que colocar varias quemará por completo la escena. Además, este tipo de luz está indicado para escenas exteriores ya que si aplicamos el plugin Light Tracer en escenas interiores, esta no funcionará. También es importante indicar que esta luz se debe complementar con una luz de tipo Direct o el sistema Sunlight para simular de mejor manera la iluminación de la escena exterior.

Ejemplos de aplicación

Para ejercitarnos en el uso de las luces Standard, utilizaremos los archivos base de este tutorial. Abrimos el primer archivo y se nos mostrará la siguiente escena:

Como se puede ver, la escena es un cuarto sencillo y cerrado donde tenemos un living y una TV, y que no requiere texturas anexas ya que se han utilizado las propias del programa. Lo que haremos será insertar cada uno de los tipos de luces partiendo con la Onmi Light, la cual dejaremos en X=0, Y=0 y Z=2.1 mts, y luego realizaremos renders (F9) a la vista de cámara del archivo para ver el efecto de estas sobre la escena. Los resultados podemos apreciarlos en las secuencias siguientes:

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

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

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

Ahora bien, si colocamos una luz de tipo Skylight en el interior de nuestro cuarto y lo renderizamos, notaremos que este sí se ilumina aunque no de manera realista:

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

Ahora probaremos el mismo render pero aplicando el plugin Light Tracer. Para ello, nos vamos a Render Setup (F10) y una vez allí elegiremos la persona Advanced Lightning. En ella elegiremos la opción llamada Light Tracer:

Si realizamos el render a nuestro cuarto una vez configurado el plugin, el resultado es el siguiente:

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

Como vemos, la escena no se ilumina ya que es una vista cerrada, y como ya sabemos Light Tracer está pensado para escenas de tipo exterior. Podemos mejorar esto incorporando vanos de ventana al cuarto y repitiendo el render, donde veremos algo de iluminación. En el archivo base, este cuarto está oculto y lo invocaremos mediante Unhide all, y luego procedemos a ocultar el cuarto cerrado (primero seleccionándolo y luego mediante Hide Selection) para dejar solamente el de los vanos. Este debiera verse según la imagen siguiente:

Ahora activamos el plugin Light Tracer en Render Setup y realizamos el render para ver el resultado:

Como notamos, en el render quedan manchones pero por lo menos ya podemos ver algo de iluminación. Podemos agregar el sistema Sunlight para generar el efecto de iluminación solar pero como se dijo antes, debido a que Skylight no está diseñado para la iluminación interior, generará problemas en nuestros renders interiores. Para este tipo de escenas, lo mejor es usar el Plugin llamado Radiosity.

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

El mismo render anterior, pero se ha aplicado el plugin Radiosity.

Luces Standard en Mental Ray

Si disponemos del motor de Render Mental Ray en 3DSMAX (versión 2017 por ejemplo), notaremos que a las luces Standard tradicionales se agregan dos tipos de luces nuevas llamadas MR Area Omni y MR Area Spot respectivamente, las cuales son básicamente luces de tipo Omni y Spot pero que están diseñadas específicamente para este motor de render.

En el caso de estas luces, los parámetros generales son los mismos de las luces Standard pero podremos controlar la forma en que el área de la luz se distribuye en los objetos mediante un panel exclusivo llamado Area Light Parameters.

Si colocamos la luz Mr Area Omni y nos vamos al panel, 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.

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.

Ahora bien, 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.

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 global

Al 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 de forma constante hasta desaparecer completamente. Todo este proceso genera lo siguiente:

3dsmax_luces010

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, mucho tiempo de render. Podemos resolver parcialmente este problema utilizando el parámetro de luz ambiental o Global Lightning. Podemos configurarlo asignándole un color determinado y esto afectará a todos los objetos por igual en las zonas que no están iluminadas. Este parámetro lo configuramos en Rendering >> Environment. Para mostrar la configuración de este tipo de iluminación, utilizaremos el siguiente render de base:

Render base mediante una luz Omni y sistema Sunlight, sin plugin de iluminación activado.

Los parámetros son los siguientes:

– Tint: por defecto, esta opción está de color blanco. Al cambiarlo, Tint tiñe las luces de la escena con un determinado color. En este caso, la luz ambiental o ambient no se ve afectada.

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

– Level: Establece el nivel de intensidad de la iluminación. Un valor superior a 1 aumenta la intensidad de todas las luces de la escena por igual, mientras que los valores inferiores a 1 la atenúan.

En el ejemplo, al render anterior se le ha aplicado en Level el valor 3.

En el ejemplo, al render anterior se le ha aplicado en Level el valor 0,3.

– Ambient: por defecto, esta opción está de color negro. Al cambiarlo, la luz ambiente o “Ambient” afectará a todas las zonas no iluminadas (sombreados) de todos los objetos de la escena por igual.

En el ejemplo, al render anterior se le ha aplicado el color verde claro en Ambient.

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 de este tutorial. Puede ir a la segunda parte de este mediante este enlace.

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.

 


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This article has 4 Comments

  1. hola excelente información yo importo del autocad a 3d max solo los pongo en uvvmaps y los unifioco pero luego tengo que seleccionar uno por uno apara ponerlos en fit y a vecs son muchos objetos no se podrá hacer en unsolo paso

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