iluminación y rendering 3d basico
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Cmaras
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Cmaras
Las cmaras presentan una escena desde un punto de vista particular
A traves de un camera viewport podemos ver lo que ve la cmara
Para mover el punto de vista, modificaremos la posicin y orientacin de la cmara (travelling, paseos virtuales)
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Tipos de cmaras
Existen dos tipos de cmara
Free camera: miran en la direccin en la que la cmara est orientada
Target camera: miran siempre a un sitio fijo
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Safe Frame
Es una gua para ayudar a evitar zonas de la imagen final que pueden quedar bloqueadas (por ejemplo, imagen de televisin)
Se muestran tres rectngulos: amarillo (outer safe frame): mantiene el ratio ancho / alto de la imagen final verde (action safe frame): la accin debe ocurrir dentro de esta rea azul (title safe frame): los ttulos deben estar dentro de este rea
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Lentes y distancia focal
Las cmaras usan lentes para enfocar la luz reflejada
La distancia focal de una lente es la distancia entre la cmara 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: ms de 50mm; se muestra ms detalle de objetos distantes
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Planos de recorte
Cada cmara tiene dos planos de recorte: frontal y trasero
Solo se mostrar en la cmara la parte de la escena ubicada entre ambos planos
Si un objeto es intersectado por uno de los planos, slo se mostrar la parte que queda entre ambos planos de recorte
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Environment range
Son tambin dos planos (near y far), que determinan los lmites para los efectos atmosfricos
Los objetos que se encuentren entre ambos planos se difuminarn ms o menos en funcin de lo cerca que estn a uno u otro plano
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Multi-pass rendering effects
Depth of Field: simula el difuminado de los objetos que no estn enfocados
Motion Blur: simula el difuminado de los objetos que se mueven en la escena
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Iluminacin
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Luces
Las luces son objetos 3ds que simulan luces en el mundo real (sol, lmparas, hogueras)
Diferentes clases de luces lanzan rayos de luz de diferentes manera
Cuando no hemos aadido ninguna luz, la escena tiene una iluminacin por defecto en Max: una arriba a la izquierda, y otra ms tenue abajo a la derecha
Al aadir luces propias a la escena, da una apariencia ms realista, y resalta la tridimensionalidad de la escena
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Tipos de luces
3ds Max permite dos tipos de luces:
Standard lights son luces calculadas mediante frmulas geomtricas bsicas que simulan el comportamiento estandar de la luz (bombillas, focos)
Photometric lights usan valores de fotometra para permitir ms precisin en la simulacin de la luz real: distribucin, intensidad, temperatura del color, y otras caractersticas de las fuentes de luz reales
Tambin pueden importar ficheros fotomtricos especficos de los fabricantes de focos y luces para disear fuentes basadas en productos reales
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Por qu usar luces?
Para mejorar la iluminacin de una escena
La iluminacin 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 parmetros que correspondan a luces reales
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Propiedades de las luces
Intensidad: define cmo de brillante ilumina la luz en los objetos de la escena.
Una luz tenue iluminar slo a los objetos cercanos
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Propiedades de las luces
ngulo de incidencia: a ms inclinada est la superficie con respecto a la direccin proveniente de la luz, menos luz recibir
Cuando el ngulo es 0, la luz da perpendicularmente y es cuando ms luz recibe
Cuando el ngulo es 90 o ms grados, la superficie no recibe luz de esa fuente
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Propiedades de las luces
Atenuacin: 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 atmsfera, o nubes o niebla, es incluso mayor
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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 dems
La luz ambiente es una forma de simular rpidamente todos estos multi-reflejos
La luz ambiente tiene intensidad uniforme y no tiene direccin concreta
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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 tambin depende del medio por el que la luz atraviesa (las nubes tintan la luz de azul, el cristal translcido de algunos colores)
Los colores de la luz son aditivos, y a medida que se mezclan, la luz total se hace ms brillante y tiende al blanco
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Iluminacin con luz natural
La luz del sol lanza rayos paralelos en una nica direccin
En un da claro, el color de la luz es amarillo plido (RGB=250,255,175)
Un da nublado pueden tintar la luz azul, o gris oscuro si es tormentoso
Las partculas en el aire dan un tinte naranja y marrn
En los amaneceres y atardeceres, el color tira ms al naranja y rojo que al amarillo
Las sombras son diferentes segn la claridad del da
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Iluminacin con luz artificial
Una escena con luz artificial debe usar mltiples luces
El objeto principal debe estar iluminado de frente por una luz brillante (key light)
Adems deben haber ms luces iluminando el fondo (fill lights), menos brillantes que la principal
El ngulo entre ambas luces y el objeto principal debe ser aprox. de 90 grados
Adems se pueden aadir luces extras para enfatizar objetos secundarios (special lights), menos brillantes que la principal
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Iluminacin con luz ambiente
La luz ambiente simula la iluminacin general producida por los reflejos de todas las superficies entre s.
Es la que determina la iluminacin de los objetos en sombra, cuando no les llega luz directa de ninguna fuente
Se usa ms en escenas exteriores, dando un tinte diferente al color de lakey light
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Tipos de luces estandar
Spotlight: lanza un cono de luz en una direccin concreta (como el foco de un teatro). Puede ser free o target
Direct light: lanza rayos paralellos en una nica direccin (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)
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Tipos de luces fotomtricas
Point light: emite luz desde un punto del espacio (free o target)
Linear light: emite luz desde una lnea, como un tubo fluorescente (free o target)
Area light: emite luz desde un rea rectangular (free o target)
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Tipos de distribucin en luces fotomtricas
Isotropic: distribuye la luz por igual en todas direcciones
Spotlight: lanza un cono de luz en donde la distribucin de intensidad es igual que en la realidad
Web: representacin 3D de la intensidad de luz, normalmente especificada por los fabricantes en un fichero con un formato estandar
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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 parmetros
Tambin se permiten sombras en la atmsfera
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Mtodos de sombreado
Shadow Map: calcula la sombra como una imagen vista desde la luz
Segn la resolucin de esa imagen (shadow map) la sombra ser ms precisa
El difuminado de dicha imagen (sample range) afecta a la suavidad de los contornos en la sombra
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Mtodos de sombreado
Area Shadow: crea un contorno suave o rea de penumbra que va creciendo conforme se aleja la sombra del objeto
El usuario debe especificar la geometra de la fuente de luz: Simple: un nico rayo Rectangle Light Disc Light Box Light Sphere Light
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Concepto de penumbra
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Mtodos de sombreado
Ray Traced Shadow: calcula las sombras lanzando rayos hacia la fuente de luz y viendo si existe interseccin con zonas opacas
Ms preciso que los anteriores, pero no permite contornos difuminados
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Mtodos de sombreado
Advanced Ray Traced Shadow: mejora del anterior, que permite controles adicionales
Los contornos pueden difuminarse
Las fuentes de luz pueden tener rea
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Sistemas de luz exterior
A partir de la posicin geogrfica y momento del da y del ao que especifiquemos, el sistema calcula el movimiento del sol sobre la tierra y tiliza el ngulo correcto
Las sombras de las estructuras son por tanto bastante precisas con la realidad
Existen dos tipos: Sunlight Daylight
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Sunlight
Es el ms sencillo, ya que slo 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: especfico para usar con el render Mental Ray
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Daylight
Combina un sistema Sunlight con otro Skylight
El skylight se modela como una bveda colocada sobre la escena
El componente Skylight puede ser IES Sky light, mr Sky light Skylight.
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Ejemplos de iluminacin diurna
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.......
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Rendering
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Qu es el rendering?
Rendering se define como el proceso que rellena la geometra con color, sombras y efectos lumnicos
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 vdeo de nuestra escena iluminada
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Qu es el renderer?
Se llama renderer al algoritmo que realiza el rendering.
Existen dos renderers diferentes en 3ds Max
Default Scanline: bastante rpido Mental Ray: ms preciso, puede funcionar en paralelo
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Efectos de rendering
Blur: permite difuminar uno o varios objetos de la escena, dando la ilusin de movimiento dicho objeto o de la cmara
Brightness and Contrast: permiten ajustar el brillo y el contraste de una imagen. Suele usarse para hacer coincidir objetos renderizados con imgenes de fondo (sintticas o reales)
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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 pelcula grabada
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Efectos de rendering
Motion Blur: se aplica para lograr el efecto de difuminado cuando un objeto se mueve muy rpido, y simular efecto de una cmara real
Depth-of-Field: simula el desenfoque natura cuando la cmara esta apuntando a otro objeto situado a una profundidad diferente
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Efectos de lente (lens effects)
Glow: aade un aura alrededor de un objeto
Ring: es una banda circular de color que rodea el centro de un objeto
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Efectos de lente (lens effects)
Ray: son lneas brillantes que radian desde el centro de un objeto, dando la ilusin de brillo extremo
Auto Secondary: son pequeos destellos circulares debido a la refraccin de la luz en la lente, que se mueven a la vez que la cmara
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Efectos de lente (lens effects)
Star: similar a los rayos pero en forma de estrellas con menos lneas
Streak: es una banda ancha a travs del centro de un objeto
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Efectos de entorno (environment effects)
Fire: para producir fuego, humo y explosiones
Volume Light: efectos basados en la interaccin de la luz en la atmsfera (niebla, humo)
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Efectos de entorno (environment effects)
Fog: efecto de niebla y humo, atenuando los objetos a medida que se alejan de la cmara
Volume Fog: la densidad no es constante en todo el espacio 3D
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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 lumnicos.
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