Iluminación
en 3D Studio Viz 3
3D Studio Viz 3
incorpora un nuevo sistema de iluminación para facilitar el control preciso de
efectos luminosos de todo tipo. Los nuevos tipos de luz basados en el mundo
real permiten el uso de datos de iluminación auténtica en las escenas de Viz 3
y permiten el intercambio de datos con el sistema de representación en el
render mediante la técnica de la radiosidad Lightscape de Autodesk.
En el proyecto infográfico de cualquier estructura o escenario será importante la presentación final de ésta. Uno de los elementos imprescindibles para añadir cierto realismo a la presentación de una escena (o sensaciones varias como por ejemplo un ambiente tenebroso), es una adecuada iluminación. Así, deberemos cuidar el efecto de las luces fijándonos si estamos en un interior o un exterior, condiciones climatológicas que pretendemos simular o si es de día o de noche y consecuentemente seleccionar en cada caso el tipo, atenuación, color o intensidad de la iluminación idóneos para ese entorno. Al mismo tiempo debemos asegurarnos que el efecto de las luces de nuestro modelo genere una sensación de realismo y para ello son imprescindibles las sombras, los reflejos, los destellos, brillos, nieblas o la atenuación con la distancia. Todos estos elementos nos ayudarán a crear la atmósfera o sensación que deseamos para nuestro escenario.
Mediante la iluminación podemos generar en el observador infinidad de sensaciones. Es posible crear una atmósfera misteriosa con luces intensas e inclinadas que iluminen una parte del objeto y dejen el resto en penumbra, o resaltar un objeto mediante la colocación de una luz tras éste, con el fin de perfilar la silueta. La iluminación es un medio para resaltar elementos de la escena y hacerles salir de un mundo sintético para darles dramatismo, naturalidad, realismo,... sentimiento.
La iluminación nos permitirá hacer más evidente algún elemento que deseemos resaltar y también ocultar cosas que queremos que sean imperceptibles. La calidad de la iluminación depende del número y tipo de luces utilizadas pero también de las dimensiones de la estancia a iluminar, el color y texturas de los objetos iluminados o la colocación de las luces entre otros diversos factores. El perfecto ajuste de todos esos elementos permiten dar el toque final al escenario digno del mejor artista.
Es importante al mismo tiempo tener en cuenta cuál va a ser el objetivo final. Si se trata de un simple render para ver en pantalla podremos utilizar tantos recursos luminosos como necesitemos sin preocuparnos en exceso; sin embargo, si se trata de una animación debemos ser más cuidadosos, ya que la iluminación consume muchos recursos (computacionalmente hablando) y el proyecto puede resultar inviable.
En 3D Studio VIZ 3 tenemos la fusión de una potente aplicación de diseño y a la vez una excelente herramienta de iluminación. La versión 3 de 3D Studio VIZ cuenta con las opciones de iluminación que ya conocen los usuarios de la antigua versión 2 y, como siempre en toda nueva versión, alguna novedad que comentaremos a continuación.
Ejemplo de
iluminación: Modelado de la Catedral de Chartres
El modo más fácil y didáctico de ver los efectos de las herramientas de iluminación que ofrece 3D Studio Viz 3 es con un ejemplo. Este proyecto ha sido realizado por el autor del artículo, desde la sección de Infografía del Centro de CAD en Arquitectura-Ingeniería La Salle (fig1), dentro de una serie de trabajos de infografía arquitectónica acerca de volumetrías de edificios famosos (http://www.salleurl.edu/~nach/info/info_index.html). En cada una de las imágenes veremos aplicaciones típicas de cada uno de los tipos de luces que nos ofrece la última versión de VIZ (fig2).
fig1
fig2
Tipos de
iluminación
3D Studio Viz 3 dispone de con un conjunto de luces que nos permiten iluminar una escena de un modo extremadamente realista, pero también nos es posible manejar la luz de un modo impensable en la vida real: podemos hacer que un objeto iluminado no proyecte sombra, que una fuente de luz ilumine más allá de una pared o que una luz afecte a solo algunos objetos. Cada luz cuenta con una serie de propiedades que nos permitirá ajustar los parámetros de cada una de ellas de manera sencilla e intuitiva. Veamos los tipos de luces con los que cuenta 3D Studio VIZ 3 y las características de cada una de ellas.
· Omnidireccional: Se trata de una luz puntual que emite luz en todas direcciones. Se suelen utilizar para la iluminación general de una habitación, o como luz de relleno en exteriores.
· Focos: Crea un cono de luz con base circular (o rectangular). Podemos controlar los radios del punto de luz y de la zona de atenuación. Existen dos tipos de foco: objetivo y libre. En el primero el foco apunta a un objeto objetivo, para manejar más flexiblemente la dirección.
· Direccional: Es un plano de luz (rayos paralelos) circular o rectangular que emite luz. Se usan habitualmente en iluminación general. El sistema de luz solar que incorpora Viz 3 es un ejemplo de luz direccional. Éste calcula con exactitud los efectos de la luz solar en los diseños y permite la animación del movimiento del sol en cualquier ubicación geográfica y momento del año. Al igual que los focos existen dos tipos de luces direccionales: objetivo y libre. Podemos controlar los radios del punto de luz y de la zona de atenuación.
Todos estos tipos de luces tienen un gran número de parámetros comunes. En cualquiera de ellas podemos modificar campos como:
·
Contraste: Nos permite ajustar el contraste
entre las zonas difusa y ambiental de las superficies. Para un contraste normal
debemos dejar este campo a 0.
·
Suavizar arista difusa: Incrementando este campo
suavizamos las transiciones entre difusa y ambiente. Esto nos ayuda a eliminar
transiciones bruscas no deseadas.
·
Difusa: Si está activado la luz afecta a las
propiedad difusa de la superficie de un objeto.
· Especular: Si esta activado la luz afecta a las propiedades especulares de la superficie de un objeto.
· Color de la luz: Podemos elegir el nivel de cada componente primaria: Rojo ®, Verde (G) y Azul (B). Podemos ajustar el valor de cada una de ellas de 0 a 255. El color de la luz puede dar información de la escena. Una luz amarillenta nos dará una impresión de luz solar, mientras que un tono rojizo puede ser ideal para una escena hogareña donde queramos conseguir una sensación cálida.
· Multiplicador: Podemos controlar la intensidad de la luz. Es una alternativa a añadir más luces a la escena. 3D Studio Viz 3 añade la posibilidad de introducir multiplicadores negativos; esto nos permite además de oscurecer la escena, hacer que veamos los colores complementarios respecto al elegido anteriormente. Hay que ir con mucho cuidado con esta propiedad de la luz ya que si ponemos un valor muy alto puede quemar las superficies de los objetos.
· Atenuación: Nos permite ajustar las atenuaciones cercana y lejana, indicando su inicio, su fin y el tipo de atenuación. Es muy importante utilizar este parámetro de la luz porque si no ponemos atenuación, al situar una luz en cualquier punto de la escena, ésta iluminará todos los objetos que haya independientemente de la distancia a la que estén.
· Sombras: Elegimos qué luces proyectan sombras y cuales son solo ambientales (no proyectan sombras). Para la proyección de sombras es necesario calcular el recorrido del haz luminoso y determinar si algún objeto se interpone. Podemos hacer una especial mención de las sombras de objetos semitransparentes, donde la complejidad de los cálculos de la trayectoria seguida por el rayo de luz aumenta considerablemente. Tendremos entonces una sombra difusa y una penumbra alrededor. Existen dos tipos de sombras: mapa de sombras y Raytrace. Una de las novedades de la versión 3 la encontramos en las sombras; desde los parámetros del foco de iluminación nos será posible definir qué color deben tener las sombras proyectadas, algo que en las versiones anteriores debíamos ajustar desde el editor de materiales (fig3 y fig4).
fig3
fig4
· Atmósferas y efectos: Esta es otra de las novedades de la versión 3. Esta es una opción, que en la versión 2 aparecía en el panel Representación ® Entorno; ahora se añade a los parámetros básicos de la luz y nos permite asociar a un iluminante los efectos de Volumen luminoso y Lens Effects. Nos será posible crear efectos de polvo o humedad suspendidos en el aire iluminados por un haz de luz. (fig5)
fig5
Como hemos visto los tres tipos de luces tienen parámetros muy similares entre ellas. Otra de las novedades que incorpora 3D Studio VIZ 3 es la posibilidad de cambiar el tipo de luz sin tener que eliminar la antigua y crear una nueva del tipo deseado. Es posible seleccionar el nuevo tipo de luz desde los mismos parámetros básicos de la luz.
Lightscape
3D Studio VIZ 3 incorpora las facilidades que ofrece un programa especializado en iluminación como Lightscape. Esta opción, no presente en la versión anterior, permite la creación de un tipo de luz que distribuye energía desde un punto y donde nos será posible parametrizar características de la luz definiendo los lúmenes, lux o candelas, así como la temperatura de la luz en Kelvins. Lightscape también nos permite seleccionar el tipo de iluminación entre un gran conjunto de luces, lo que permite que el espectro de la luz seleccionada mucho más realista (fig6).
fig 6
La luz viene caracterizada por su temperatura y componentes de color. Como ya hemos dicho anteriormente podemos provocar una sensación cálida con una luz roja y todo lo contrario con tonos azulados. Paradójicamente la luz “cálida” tiene menos temperatura que la luz “fría”. En la siguiente tabla podemos ver la relación de tipos de luz con su temperatura en grados Kelvin (ºK).
|
Ambientación |
Temperatura (ºK) |
Componente |
|
Cielo claro |
10.000 |
Azul |
|
Cielo nublado |
7.000 |
Azul/gris |
|
Sol directo |
6.000 |
Amarillo |
|
Fluorescente |
5.000 |
Amarillo |
|
Luz de luna |
3.000 |
Blanco/amarillo |
|
Bombilla |
2.500 |
Amarillo |
|
Salida/puesta de sol |
1.000 |
Naranjado/rojo |
El tipo de luz Lightscape pone a nuestro alcance un conjunto de luces muy realistas que podremos introducir directamente en la imagen sin tener que ir modificando una de las luces básicas que hemos visto anteriormente para conseguir el efecto deseado.
Autor:
Francisco Javier Herrero Zaragoza
Miembro de la sección de Infografía en el CeCAD Arquitectura-Ingeniería La Salle