Iluminación y Rendering

Cámaras
Cámaras
•
Las cámaras presentan una escena desde un punto de vista particular
•
A traves de un camera viewport podemos ver lo que ve la cámara
•
Para mover el punto de vista, modificaremos la posición y orientación de la
cámara (travelling, paseos virtuales)
Tipos de cámaras
•
Existen dos tipos de cámara
•
Free camera: miran en la dirección en
la que la cámara está orientada
•
Target camera: miran siempre a un
sitio fijo
Safe Frame
•
Es una guía para ayudar a evitar zonas de la imagen final que pueden
quedar bloqueadas (por ejemplo, imagen de televisión)
•
Se muestran tres rectángulos:
– amarillo (outer safe frame): mantiene el ratio ancho / alto de la imagen final
– verde (action safe frame): la acción debe ocurrir dentro de esta área
– azul (title safe frame): los títulos deben estar dentro de este área
Lentes y distancia focal
•
Las cámaras usan lentes para enfocar la luz
reflejada
•
La distancia focal de una lente es la distancia entre
la cámara y el negativo o los sensores
•
Standard lens: 50 mm
•
Short o wide-angle lens:
menos de 50mm; la imagen
abarca gran cantidad de
objetos
•
Long or telephoto lens: más
de 50mm; se muestra más
detalle de objetos distantes
Planos de recorte
•
Cada cámara tiene
dos planos de recorte:
frontal y trasero
•
Solo se mostrará en la
cámara la parte de la
escena ubicada entre
ambos planos
•
Si un objeto es
intersectado por uno
de los planos, sólo se
mostrará la parte que
queda entre ambos
planos de recorte
Environment range
•
Son también dos planos (near y far), que determinan los límites para los
efectos atmosféricos
•
Los objetos que se encuentren entre ambos planos se difuminarán más o
menos en función de lo cerca que estén a uno u otro plano
Multi-pass rendering effects
Depth of Field: simula el
difuminado de los objetos que no
están enfocados
Motion Blur: simula el
difuminado de los objetos que
se mueven en la escena
Iluminación
Luces
•
Las luces son objetos 3ds que
simulan luces en el mundo real
(sol, lámparas, hogueras)
•
Diferentes clases de luces lanzan
rayos de luz de diferentes manera
•
Cuando no hemos añadido
ninguna luz, la escena tiene una
iluminación por defecto en Max:
una arriba a la izquierda, y otra
más tenue abajo a la derecha
•
Al añadir luces propias a la
escena, da una apariencia más
realista, y resalta la
tridimensionalidad de la escena
Tipos de luces
•
3ds Max permite dos tipos de luces:
•
Standard lights son luces calculadas
mediante fórmulas geométricas básicas que
simulan el comportamiento estandar de la
luz (bombillas, focos)
•
Photometric lights usan valores de
fotometría para permitir más precisión en la
simulación de la luz real: distribución,
intensidad, temperatura del color, y otras
características de las fuentes de luz reales
•
También pueden importar ficheros
fotométricos específicos de los fabricantes
de focos y luces para diseñar fuentes
basadas en productos reales
¿Por qué usar luces?
•
Para mejorar la iluminación de una
escena
•
La iluminación por defecto puede que
no ilumine todas las caras de un
objeto
•
Para crear efectos de luz que
aumenten el realismo
•
Para crear sombras en la escena
•
Para crear luces con parámetros que
correspondan a luces reales
Propiedades de las luces
•
Intensidad: define cómo de brillante ilumina la luz en los objetos de la
escena.
•
Una luz tenue iluminará sólo a los objetos cercanos
Propiedades de las luces
•
Ángulo de incidencia: a más inclinada
esté la superficie con respecto a la
dirección proveniente de la luz,
menos luz recibirá
•
Cuando el ángulo es 0, la luz da
perpendicularmente y es cuando más
luz recibe
•
Cuando el ángulo es 90 o más
grados, la superficie no recibe luz de
esa fuente
Propiedades de las luces
•
Atenuación: la intensidad de la
luz disminuye con la distancia
•
En la naturaleza, la intensidad
disminuye con la distancia al
cuadrado
•
En circunstancias normales,
debido al polvo en la atmósfera,
o nubes o niebla, es incluso
mayor
Propiedades de las luces
•
Luz reflejada y luz ambiente: la
luz que refleja un objeto puede
iluminar otros objetos, que a su
vez reflejan a los demás
•
La luz ambiente es una forma de
simular rápidamente todos estos
multi-reflejos
•
La luz ambiente tiene intensidad
uniforme y no tiene dirección
concreta
Propiedades de las luces
•
Color y luces: el color de la luz
depende en parte del proceso que lo
genera (el sol lanza luz amarilla y
blanca, un fluorescente luz azul y
blanca)
•
El color también depende del medio
por el que la luz atraviesa (las nubes
tintan la luz de azul, el cristal
translúcido de algunos colores)
•
Los colores de la luz son aditivos, y a
medida que se mezclan, la luz total se
hace más brillante y tiende al blanco
Iluminación con luz natural
•
La luz del sol lanza rayos paralelos en una
única dirección
•
En un día claro, el color de la luz es
amarillo pálido (RGB=250,255,175)
•
Un día nublado pueden tintar la luz azul, o
gris oscuro si es tormentoso
•
Las partículas en el aire dan un tinte
naranja y marrón
•
En los amaneceres y atardeceres, el color
tira más al naranja y rojo que al amarillo
•
Las sombras son diferentes según la
claridad del día
Iluminación con luz artificial
•
Una escena con luz artificial debe usar
múltiples luces
•
El objeto principal debe estar iluminado
de frente por una luz brillante (key light)
•
Además deben haber más luces
iluminando el fondo (fill lights), menos
brillantes que la principal
•
El ángulo entre ambas luces y el objeto
principal debe ser aprox. de 90 grados
•
Además se pueden añadir luces extras
para enfatizar objetos secundarios
(special lights), menos brillantes que la
principal
Iluminación con luz ambiente
•
La luz ambiente simula la iluminación general producida por los reflejos de
todas las superficies entre sí.
•
Es la que determina la iluminación de los objetos en sombra, cuando no les
llega luz directa de ninguna fuente
•
Se usa más en escenas exteriores, dando un tinte diferente al color de la
key light
Tipos de luces estandar
•
Spotlight: lanza un cono de luz en una
dirección concreta (como el foco de un teatro).
Puede ser free o target
•
Direct light: lanza rayos paralellos en una única
dirección (como el sol). Puede ser free o target
•
Omni light: lanza rayos en todas las direcciones
a partir de un punto en el espacio (como
bombillas sueltas)
Tipos de luces fotométricas
•
Point light: emite luz desde un punto
del espacio (free o target)
•
Linear light: emite luz desde una
línea, como un tubo fluorescente (free
o target)
•
Area light: emite luz desde un área
rectangular (free o target)
Tipos de distribución en luces fotométricas
•
Isotropic: distribuye la luz por igual en todas
direcciones
•
Spotlight: lanza un cono de luz en donde la
distribución de intensidad es igual que en la
realidad
•
Web: representación 3D de la intensidad de luz,
normalmente especificada por los fabricantes en
un fichero con un formato estandar
Control de sombras
•
Cada tipo de luz permite un
control sobre las sombras que
emite
•
Se puede elegir colores de la
sombra, densidad, y otros
parámetros
•
También se permiten sombras en
la atmósfera
Métodos de sombreado
•
Shadow Map: calcula la
sombra como una imagen
vista desde la luz
•
Según la resolución de esa
imagen (shadow map) la
sombra será más precisa
•
El difuminado de dicha
imagen (sample range)
afecta a la suavidad de los
contornos en la sombra
Métodos de sombreado
•
Area Shadow: crea un contorno
suave o área de penumbra que
va creciendo conforme se aleja
la sombra del objeto
•
El usuario debe especificar la
geometría de la fuente de luz:
–
–
–
–
–
Simple: un único rayo
Rectangle Light
Disc Light
Box Light
Sphere Light
Concepto de penumbra
Métodos de sombreado
•
Ray Traced Shadow: calcula las sombras lanzando rayos hacia la fuente de
luz y viendo si existe intersección con zonas opacas
•
Más preciso que los anteriores, pero no permite contornos difuminados
Métodos de sombreado
•
Advanced Ray Traced Shadow:
mejora del anterior, que permite
controles adicionales
•
Los contornos pueden difuminarse
•
Las fuentes de luz pueden tener área
Sistemas de luz exterior
•
A partir de la posición geográfica y momento del día y del año que
especifiquemos, el sistema calcula el movimiento del sol sobre la tierra y
útiliza el ángulo correcto
•
Las sombras de las estructuras son por tanto bastante precisas con la
realidad
•
Existen dos tipos:
– Sunlight
– Daylight
Sunlight
•
Es el más sencillo, ya que
sólo usa una luz
direccional, constante
sobre todas las superficies
de la escena
•
Existen a su vez dos tipos
diferentes en 3ds Max:
– IES Sun light: sigue el
estandar de la Illuminating
Engineering Society
– mr Sun light: específico
para usar con el render
Mental Ray
Daylight
•
Combina un sistema Sunlight
con otro Skylight
•
El skylight se modela como
una bóveda colocada sobre
la escena
•
El componente Skylight
puede ser
– IES Sky light,
– mr Sky light
– Skylight.
Ejemplos de iluminación diurna
.......
Rendering
¿Qué es el rendering?
•
Rendering se define como el
proceso que rellena la
geometría con color,
sombras y efectos lumínicos
•
Para ello parte de las
fuentes de luz que hayamos
cologado, y los materiales
que hayamos asignado a los
objetos de la escena
•
El resultado es una imagen o
un vídeo de nuestra escena
iluminada
¿Qué es el renderer?
•
Se llama renderer al algoritmo que realiza el rendering.
•
Existen dos renderers diferentes en 3ds Max
Default Scanline: bastante rápido
Mental Ray: más preciso, puede
funcionar en paralelo
Efectos de rendering
•
Blur: permite difuminar uno o
varios objetos de la escena, dando
la ilusión de movimiento dicho
objeto o de la cámara
•
Brightness and Contrast: permiten
ajustar el brillo y el contraste de
una imagen. Suele usarse para
hacer coincidir objetos
renderizados con imágenes de
fondo (sintéticas o reales)
Efectos de rendering
Color Balance: permite manipular
el tinte de color mediante un
control independiente de los
canales RGB
Film Grain: se usa para lograr
la apariencia granulada de una
película grabada
Efectos de rendering
Motion Blur: se aplica para
lograr el efecto de difuminado
cuando un objeto se mueve
muy rápido, y simular efecto
de una cámara real
Depth-of-Field: simula el
desenfoque natura cuando la
cámara esta apuntando a otro
objeto situado a una
profundidad diferente
Efectos de lente (lens effects)
Glow: añade un aura
alrededor de un objeto
Ring: es una banda circular
de color que rodea el centro
de un objeto
Efectos de lente (lens effects)
Ray: son líneas brillantes que
radian desde el centro de un
objeto, dando la ilusión de
brillo extremo
Auto Secondary: son pequeños
destellos circulares debido a la
refracción de la luz en la lente,
que se mueven a la vez que la
cámara
Efectos de lente (lens effects)
Star: similar a los rayos pero
en forma de estrellas con
menos líneas
Streak: es una banda ancha a
través del centro de un objeto
Efectos de entorno (environment effects)
Fire: para producir fuego,
humo y explosiones
Volume Light: efectos basados
en la interacción de la luz en la
atmósfera (niebla, humo)
Efectos de entorno (environment effects)
Fog: efecto de niebla y humo,
atenuando los objetos a
medida que se alejan de la
cámara
Volume Fog: la densidad no es
constante en todo el espacio 3D
Efectos de entorno (environment effects)
Automatic Exposure: muestrea la imagen y a
partir de su histograma redistribuye los colores
de cada pixel, realzando los efectos lumínicos.