| Artículos | 01 NOV 2000

Luces y sombras

Tags: Histórico
Curso de 3D Studio MAX 3 (V)
David R. Vidal.
En esta quinta entrega del curso 3DS Studio Max nos vamos a referir a la iluminación de las escenas y el empleo de luces y sombras que nos permitan diferentes representaciones de las mismas.

La iluminación de las escenas ha supuesto una constante mencionada a lo largo de las prácticas realizadas. Sin embargo, las prestaciones de los distintos tipos de luces aportan unas posibilidades que van mucho más lejos de lo que en un principio pudiéramos pensar. Así como los artistas tradicionales utilizaban sus habilidades para recrear efectos de iluminación, tales como sombras que daban profundidad a la imagen, o reflejos y brillos de superficies, ahora tendremos que utilizar los mismos sistemas pero con métodos mucho más técnicos. No obstante, por mucho que ajustemos los parámetros, será nuestra intuición y experiencia la que nos lleve a obtener los mejores resultados, sobre todo evitando que el uso de distintas luces pueda perjudicar a unas sombras bien logradas o a los colores de los objetos.

Aspectos básicos
Aunque las técnicas de iluminación no son excesivamente complejas, al principio nos encontraremos con que no sabemos muy bien por dónde empezar. En efecto, 3DS Max nos ofrece iluminación por defecto, ambiental, luz sólida, direccional, omnidireccional, objetivo, libre, autoiluminación, luz solar... Cada una de ellas tiene sus propias características y no todas son incompatibles entre sí.
Constantemente nos encontraremos con el parámetro Multiplicador, que será el que defina la potencia lumínica. Si el valor es muy bajo, los objetos quedarán demasiado oscuros, pero un valor muy alto provocará una sobre exposición, blanqueando partes de la escena. Descubriremos que cada luz influye en su entorno y el conjunto de luces con sus respectivos parámetros formará un sistema equilibrado, que en ocasiones puede ser bastante delicado de ajustar.
Tal vez el aspecto más utilizado de cualquier luz es la configuración de sus rangos de atenuación. Digamos que una luz no se proyecta hasta el infinito desde su punto de origen, sino que tiene un determinado alcance al irse atenuando en función de un rango predefinido. Se trata de obtener realismo, por lo que siempre se deben definir rangos coherentes en cualquier tipo de luz.
Las luces sólidas (aquellas que son visibles) también tienen su importancia. En general, las luces sólidas persiguen que se vea la luz generada desde el punto de inicio y el punto final. Como resultado de aplicarlas a una luz omnidireccional, por ejemplo, se forman esferas luminosas. Sin embargo, pueden ser aplicadas a todas las luces, sin importar que sean omnidireccionales, direccionales, objetivos o libres, como luego veremos.
Radiosidad se refiere a una técnica que ofrece la simulación más exacta de efectos de iluminación. En esencia, se simula la distribución de luz en un entorno de una manera físicamente correcta. Cualquier fuente de luz es reflejada en las superficies creando una “iluminación secundaria” que ha de ser calculada. El producto final obtenido puede ser simplemente fantástico, pasando de una escena que parece “dibujada” a otra que parece una fotografía. Como desventaja, cuando se emplea a fondo el ray-tracing, los tiempos de ejecución también crecen espectacularmente, recomendándose una buena plataforma de hardware.

Luz por defecto
Llegado a este punto tal vez nos preguntemos por qué vemos los objetos cuando no hemos insertado ninguna luz (el sentido común nos indica que una escena sin luces debe ser negra) y si una vez que las insertemos se verán influidas por esa iluminación inesperada. La respuesta es muy sencilla: mientras no insertemos luces, la escena tendrá una iluminación por defecto generada por 3DS Max, la cual desaparece ante la primera luz añadida a la escena.
El tipo de luz por defecto es la luz ambiental, que en principio está ajustada a un color negro con el fin de no interferir con otros efectos de luz. Como podemos deducir, la luz ambiental es perfectamente compatible con otras luces y actúa de forma global. Podemos probar a cambiar el color de la misma en la opción Representación, donde observaremos que la escena queda coloreada.

Luces omnidireccionales
En cierta medida las luces omnidireccionales se asemejan a nuestras luces ambientales particulares. Técnicamente es un punto que irradia iluminación en todos los sentidos a su alrededor, como si de un pequeño sol se tratase. Los ejemplos típicos de utilización son llamas, bombillas, etc...
Nuestras primeras prácticas pueden ser realizadas con un archivo que trae 3DS MAX, denominado lighting_start.max. Se trata de una caja con normales invertidas en cuyo interior hay dos esferas y ninguna luz. Probemos a representar la escena, obteniendo una imagen muy poco resaltada y carente de cualquier atractivo, pero donde al menos se ven los objetos. Estamos contemplando la iluminación por defecto que 3DS nos ha proporcionado.
A continuación seleccionamos una luz omnidireccional en el estante Luces y Cámaras. Pulsamos con el ratón la ubicación que más nos interese para su colocación. A efectos prácticos debería situarse por encima de las esferas, cerca del motivo del techo, para apreciar más fácilmente los efectos. Finalizamos el comando con el botón derecho del ratón, que usaremos también con la luz y la opción Mover. Nos aparecerá un gizmo de transformación con el que ajustaremos la luz dentro de la caja, con cuidado de no salir de ella.
Representamos la escena y, comparando con la situación antes de añadir la luz, el aspecto es sorprendentemente diferente. Pero tal vez echemos en falta un detalle: la sombra. La solución es sencilla: seleccionamos la luz, pulsamos al botón derecho y elegimos Proyectar sombras. Ahora tenemos una imagen con todos los componentes, si bien todavía nos quedan algunos detalles para obtener un realismo perfecto. Uno de ellos es que estas sombras son muy duras, algo artificiales. Dentro de la persiana Parámetros de atenuación del panel Modificar, podemos encontrar diferentes opciones, donde activaremos la Caída que ajustaremos con el gizmo verde que aparecerá. La Caída suaviza la iluminación y añade realismo a la escena.
Podemos probar a añadir materiales raytrace a cada una de las esferas. Tenemos el Chrome Ball (bola de cromo) con una gran reflexividad y el Glass Ball (bola de cristal) con una gran transparencia. La representación de la escena se vuelve mucho más lenta debido a los cálculos necesarios para obtener las distintas reflexiones.

Luces direccionales
A diferencia de la anterior, la luz direccional es un haz de luz. Es decir, que desde un punto designado se proyectará una columna de luz que deja sin iluminar todo aquello que escapa a su radio. Funciona muy bien con rendijas, focos, etc...
Como consecuencia, podemos suponer que las luces direccionales no reconocen en sí mismas la colisión con objetos, sino que los traspasan. Si se desea definir algún tipo de tope, será necesario interponer algún objeto con cierto grado de opacidad.
Algunos conceptos adicionales nos serán de extrema utilidad: un foco objetivo es un cono de luz que consta de dos partes (el cuerpo y el objetivo). Se mueve de forma independiente y se puede utilizar para seguir a un objeto en una animación. Un foco libre es análogo al anterior pero el cuerpo y el objetivo son indivisibles, formando un único bloque.
Probemos a real

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