Fernando Montaño La Cruz
3ds Max Design 2012 para usuarios de AutoCAD
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Lección 1
Lección 8:
Iluminación
Contenido de esta lección:
• 8 videos / duración: 63 min.
• 1 PDF
• 3 archivos de prácticas (.MAX).
En esta lección aprenderás a:
• Simular iluminación indirecta.
• Simular iluminación interior y exterior.
• Simular la luz diurna y nocturna.
• Instalar y usar archivos de luminarias de SIMES.
• Añadir luces fotométricas.
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Introducción
La iluminación de una escena 3D es muy importante; una mala iluminación puede arruinar al mejor de los
proyectos y por el contrario, una buena iluminación puede mejorarlo y lograr que deslumbre. 3ds Max ofrece
muchas herramientas y funciones para simular iluminaciones de todos los tipos, tanto realistas como ficticias.
Antes de iluminar una escena es conveniente conocer cómo se comporta la luz en el mundo real. La luz es
energía electromagnética, radiante, producida por una fuente (sol, lámpara, vela, etc.) que se propaga siguiendo
un comportamiento dual: como radiación electromagnética y como partículas. Cuando la luz choca contra la
superficie de un objeto puede desviarse, continuar o absorberse, según las propiedades moleculares del objeto.
Parte de la luz desviada puede ser captada por los ojos de un observador y su cerebro decodificará la
información, permitiendo "ver" la superficie en cuestión.
Nota: Siempre consideraremos la iluminación como la cantidad de luz que llega al ojo del
observador. Daremos este concepto por válido y en adelante estará implícito cada vez que la
mencionemos; por ejemplo, al referirnos a la iluminación de un objeto, en realidad nos
estaremos refiriendo a la porción de luz que rebota en el objeto, llega al ojo del observador y
es decodificada por su cerebro.
Iluminación directa e indirecta
La iluminación directa es la cantidad de luz que recibe una superficie directamente de la fuente que la emite, sin
que existan obstáculos. Dicha cantidad de luz está relacionada con la intensidad de la fuente emisora, con la
distancia entre el objeto y la fuente y con el ángulo de incidencia. Esta iluminación es relativamente simple de
calcular y fue el primer modelo de iluminación empleado por las aplicaciones 3D.
Los rayos de luz que inciden en una superficie, en parte son reflejados y en parte absorbidos por ésta. Cuanto
mayor sea la luz reflejada, más luz llegará al observador y más clara se verá la superficie, y a la inversa, cuanta
mayor luz absorba un cuerpo, más oscuro se verá el mismo. El aspecto de una superficie depende de la luz
recibida en combinación con las propiedades del material (color, relieve, transparencia, etc.).
Los rayos reflejados que no llegan al ojo del observador, pueden seguir rebotando e iluminando otras superficies
hasta agotar su energía, si bien la potencia de esta luz es mucho menor que la del primer impacto, la suma de
todas estas interacciones secundarias es la que le permite, por ejemplo, ver debajo de un escritorio o iluminar
homogéneamente un ambiente con una o dos lámparas. A este fenómeno se lo conoce como iluminación
indirecta y resulta un poco más compleja de calcular.
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Para calcular la iluminación indirecta y lograr mayor realismo se utilizan distintos procedimientos basados en
algoritmos matemáticos. 3ds Max dispone de varios procedimientos para hacer estos cálculos:
• Final Gather: Este procedimiento utiliza el motor de render Mental Ray; si bien la simulación de la luz
indirecta no es físicamente exacta, lo hace con mucha velocidad y es muy fácil de configurar. (Es el
método predeterminado al utilizar Mental Ray como motor de render.)
• Photon Map: También se lo utiliza con el motor de render Mental Ray; este algoritmo permite simular
mejor la iluminación indirecta, especialmente en interiores, pero adolece de algunas imperfecciones al
calcular la intersección de objetos y sus esquinas.
• Ligh Tracer: Utiliza un algoritmo matemático llamado Raytrace para simular la iluminación indirecta y
trabaja conjuntamente con el motor de render Scanline Renderer (el motor predefinido hasta Max
2010). Los resultados no son físicamente correctos y es un método lento, si lo comparamos con los
otros.
• Radiosity: Este algoritmo también utiliza el motor Scanline Renderer y si bien simula la iluminación
indirecta con mucha precisión, lo hace insumiendo demasiado tiempo.
Nota: Existen muchas aplicaciones externas (plugins) que permiten simplificar el cálculo de la
iluminación de una escena (V-Ray, Brazil, Final Render, Maxwell, etc); muchas de ellas gozan
de gran popularidad.
Iluminación directa e indirecta en una escena exterior
Un ejemplo de iluminación directa e indirecta lo constituye el sistema de luz llamado Daylight; la luz del sol es la
fuente directa, en tanto que la luz del cielo es la fuente de luz indirecta. Además de simular una iluminación
correcta y realista, este sistema permite recrear condiciones de iluminación para cualquier sitio de la tierra y en
cualquier hora del día y del año. Para esto último necesitamos hacer clic en el botón Setup.
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También es posible designar un sitio de un mapa, haciendo clic en Get Location…
O cargarlo desde un archivo de datos de clima (Weather Date File), cuya extensión debe ser EPW.
Propiedades del Sol
• Sadows (Sombras)
o Softness: Nitidez de los bordes de las sombras (0-50).
o Softness samples: Rayos usados para el cálculo de la nitidez de los bordes, a mayor valor, mayor
exactitud. (0-1000)
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• Ground Color: Color por debajo de la línea del horizonte.
• Sky Model (modelos de cielo).
o Haze Drive: Nivel de partículas en el aire, acepta valores de 0 a15 0.00 (día totalmente
despejado, 15 tormenta de arena).
o Perez All Weather: es un modelo de cielo con precisión física reconocido como un
estándar de la industria. Este modelo es adecuado para el día, pero no para las escenas de crepúsculo o de noche. Para las escenas en donde el sol está bajo o ausente, se recomienda usar el modelo de Haze, o el modelo del CIE. Las opciones de este modelo afecta a la iluminación del cielo (Diffuse Horizontal Illuminance) y del sol (Direct Normal Illuminance).
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o CIE: es un modelo de cielo con precisión física reconocido como un estándar de la industria (CIE:
Commission Internationale de l'Eclairage / Comisión Internacional de Iluminación). El modelo es
controlado por dos valores de iluminancia y se puede elegir entre cielo cubierto y cielo
despejado.
Metal Ray Advenced Parammeters
• Horizont>Height: modifica la altura del horizonte (-10/10).
• Blur: Difuminado de la línea del horizonte (0/10).
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• Non Physical Tuning: valores que afectan la tinta (
Video 1: duración 12:43 minutos
Iluminación difusa
En el mundo real, la luz afecta a casi todas nuestras actividades: permite distinguir formas, condiciona nuestro
estado de ánimo (luces de una discoteca, comer a la luz de una vela), nos alerta del peligro (luz roja del
semáforo), nos entretiene (la TV), etc. Hay muchas fuentes de luz natural y artificial que generan distintos tipos
de iluminación; simularlos en un espacio virtual
3ds Max cuenta con una iluminación
garantizando la iluminación de todos los objetos. La primera de dichas luces está ubicada en el ángulo superior
izquierdo de la pantalla, detrás del observador; en tanto que la segunda está en ángulo inferior derecho, pero
delante del observador. La iluminación predeterminada se desactiva automáticamente, en el preciso momento
en el que el agreguemos la primera luz; de ahí en a
nosotros.
Llamaremos luces difusas, a todas las luces que crearemos, con excepción de los sistemas de iluminación.
Tipos de luces
3ds Max nos permite crear dos tipos de luces:
ajustar, pero no simulan con precisión la iluminación en el mundo real. Las luces fotométricas, por su parte,
utilizan parámetros del mundo real y simulan con gran precisión la iluminación artificial, pero requiere
mayor exactitud en el modelado de la escena,
Luces fotométricas
La primera opción que tendremos es asignar o
no, objetivo (Target) a las luces, dicho objetivo
nos permitirá manipular la dirección en la que
proyectan; pero esta es una opción que
podremos modificar en cualquier momento. En
las luces con Target debemos asignar la
ubicación de la luz y de su objetivo, en tanto que
en las luces Free solo designaremos la ubicación
de la luz (su dirección será perpendicular al plano de ubicación).
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: valores que afectan la tinta (-10/10) y la saturación (0/2) del fondo.
minutos
En el mundo real, la luz afecta a casi todas nuestras actividades: permite distinguir formas, condiciona nuestro
(luces de una discoteca, comer a la luz de una vela), nos alerta del peligro (luz roja del
semáforo), nos entretiene (la TV), etc. Hay muchas fuentes de luz natural y artificial que generan distintos tipos
de iluminación; simularlos en un espacio virtual es el objetivo de este capítulo.
3ds Max cuenta con una iluminación predeterminadas, formada por dos luces de tipo omnidireccional,
garantizando la iluminación de todos los objetos. La primera de dichas luces está ubicada en el ángulo superior
la pantalla, detrás del observador; en tanto que la segunda está en ángulo inferior derecho, pero
delante del observador. La iluminación predeterminada se desactiva automáticamente, en el preciso momento
en el que el agreguemos la primera luz; de ahí en adelante, la correcta iluminación de la escena dependerá de
Llamaremos luces difusas, a todas las luces que crearemos, con excepción de los sistemas de iluminación.
3ds Max nos permite crear dos tipos de luces: estándar y fotométricas. Las luces estándar son más fáciles de
ajustar, pero no simulan con precisión la iluminación en el mundo real. Las luces fotométricas, por su parte,
utilizan parámetros del mundo real y simulan con gran precisión la iluminación artificial, pero requiere
mayor exactitud en el modelado de la escena, para que los resultados sean los esperados.
La primera opción que tendremos es asignar o
) a las luces, dicho objetivo
nos permitirá manipular la dirección en la que se
proyectan; pero esta es una opción que
podremos modificar en cualquier momento. En
debemos asignar la
ubicación de la luz y de su objetivo, en tanto que
solo designaremos la ubicación
erpendicular al plano de ubicación).
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10/10) y la saturación (0/2) del fondo.
En el mundo real, la luz afecta a casi todas nuestras actividades: permite distinguir formas, condiciona nuestro
(luces de una discoteca, comer a la luz de una vela), nos alerta del peligro (luz roja del
semáforo), nos entretiene (la TV), etc. Hay muchas fuentes de luz natural y artificial que generan distintos tipos
dos luces de tipo omnidireccional,
garantizando la iluminación de todos los objetos. La primera de dichas luces está ubicada en el ángulo superior
la pantalla, detrás del observador; en tanto que la segunda está en ángulo inferior derecho, pero
delante del observador. La iluminación predeterminada se desactiva automáticamente, en el preciso momento
delante, la correcta iluminación de la escena dependerá de
Llamaremos luces difusas, a todas las luces que crearemos, con excepción de los sistemas de iluminación.
. Las luces estándar son más fáciles de
ajustar, pero no simulan con precisión la iluminación en el mundo real. Las luces fotométricas, por su parte,
utilizan parámetros del mundo real y simulan con gran precisión la iluminación artificial, pero requieren de
para que los resultados sean los esperados.
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Plantillas de luces
Después de crear el objeto de luz, corresponde asignar una plantilla
(Template) o propiedades de inicio. Encontraremos bombillas (Bulb), tanto
incandescentes como halógenas; lámparas empotradas (Recessed), focos para
iluminación de grandes áreas (WallWash), fluorescentes Pendant (colgantes) y
Cove (para iluminación indirecta, oculta a la vista y que se proyecta sobre el
techo), luminarias para calles y para estadios.
Intensidad y Color de la luz
El color de una luz fotométrica se controla por medio de su temperatura (saber más en Wikipedia), activando la
opción Kelvin y asignado un valor en el campo correspondiente.
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Algunos ejemplos aproximados de temperatura de color:
• 1700 K: Luz de una cerilla
• 1850 K: Luz de vela
• 2800 K: Luz incandescente o de tungsteno (iluminación doméstica convencional)
• 3200 K: tungsteno (iluminación profesional)
• 5500 K: Luz de día, flash electrónico (aproximado)
• 5770 K: Temperatura de color de la luz del sol pura
• 6420 K: Lámpara de Xenón
• 9300 K: Pantalla de televisión convencional (CRT)
• 28000 - 30000 K: Relámpago
La intensidad de la luz se puede asignar en unidades del mundo real, como las son el lumen (lm), la candela (cd)
o la cantidad de luxes por área.
Forma de emisión
Las luminarias pueden emitir luz de diferentes formas: puntual, lineal, rectangular, circular, esférica y cilíndrica.
En todos los casos es posible activar la opción Light
Shape Visible In Render para que la forma se renderice
junto con los objetos de la escena, dando la sensación
de estar el objeto que emite la luz; pero siempre es
mejor incluir también el objeto de la luminaria (para
esto podremos usar los bloques de Simes y de otras
empresas).
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Distribución de la luz
La distribución de la luz dependerá de la forma del emisor y las posibilidades son las siguientes:
• Photometric Web: Permite cargar información suministrada por los fabricantes de luminarias (archivos
de formato ies), a los efectos de reproducir una iluminación idéntica, a la producida en el mundo real.
• Spotligth: La luz proyectada tendrá forma de cono, siendo
concentra una intensidad uniforma y
ángulos, es él área en la que se da el difuminado de la luz (pasaje de la intensidad máxima a cero). Como
mínimo debe existir 2º entre uno y otro ángulo.
• Uniform Diffuse: La luz se proyecta
• Uniform Spherical: La luz se proyecta en todas direcciones.
Video 2: duración 09:08 minutos
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La distribución de la luz dependerá de la forma del emisor y las posibilidades son las siguientes:
: Permite cargar información suministrada por los fabricantes de luminarias (archivos
de formato ies), a los efectos de reproducir una iluminación idéntica, a la producida en el mundo real.
La luz proyectada tendrá forma de cono, siendo el parámetro Hotspot
concentra una intensidad uniforma y Falloff el ángulo de incidencia total. En la diferencia entre estos dos
ángulos, es él área en la que se da el difuminado de la luz (pasaje de la intensidad máxima a cero). Como
mínimo debe existir 2º entre uno y otro ángulo.
: La luz se proyecta en la dirección de media esfera.
La luz se proyecta en todas direcciones.
minutos / Video 3: Duración 06:35 minutos
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La distribución de la luz dependerá de la forma del emisor y las posibilidades son las siguientes:
: Permite cargar información suministrada por los fabricantes de luminarias (archivos
de formato ies), a los efectos de reproducir una iluminación idéntica, a la producida en el mundo real.
Hotspot el ángulo donde la luz
el ángulo de incidencia total. En la diferencia entre estos dos
ángulos, es él área en la que se da el difuminado de la luz (pasaje de la intensidad máxima a cero). Como
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Iluminación indirecta – Final Gathering
Para el cálculo de la luz global, Mental Ray utiliza una técnica llamada Final Gathering. La misma consiste en una
muestra de fotones que se proyectan sobre las superficies y rebotan hasta agotar su energía. Cuanto mayor sea
el número de rebotes analizados, mayor será la precisión en la simulación de la luz, pero más lentos será el
proceso. Finalmente crea un mapa con la iluminación que llega a los puntos de muestra y extrapola todos los
restantes, logrando así una iluminación global realista y con poco insumo de recursos.
En la práctica, esta iluminación se controla desde la ventana del render y se puede mejorar incrementando los
valores Final Gather Precision y FG Bounces.
Nota: Modificar los valores anteriores, sólo, si se detectan errores notorios en la iluminación
de la imagen. El incremento de estos valores afectará mucho el tiempo de renderizado y poco
su calidad.
De no existir iluminación indirecta, las
superficies que reciben luz directa
serían las únicas visibles.
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Pero al activar Final Gather la
luz rebota en las superficies,
iluminando, en mayor o en
menor medida, el resto de la
escena.
La luz que llega a los puntos oscuros podrá calcularse mejor, incrementando los rebotes por encima del mínimo
necesario (FG Bounces). Los primeros rebotes añaden luminosidad al cálculo, pero ésta se va perdiendo en cada
nuevo rebote; por lo tanto, el aporte de los siguientes rebotes será muy poco y sólo enlentecerá el proceso de
cálculo. Al parámetro FG
Bounces podremos
asignarle valores de 2 o
3, pero en general no
aportará casi nada
asignarle valores
mayores.
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Las manchas que se producen en la superficie de los objetos suele dar realismo y suavidad a las escenas, pero
algunas veces pueden ser demasiadas; para reducir o eliminar estas manchas, podemos elevar el parámetro
Interpolate Over Num. FG Points, que se encuentra en la paleta
Video 4, duración 11:47 minutos
Efectos para luces
Pulsando la tecla 8 y designando la ficha
algunos efectos para nuestras luces. Hacemos clic en el botón
aceptamos.
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Las manchas que se producen en la superficie de los objetos suele dar realismo y suavidad a las escenas, pero
algunas veces pueden ser demasiadas; para reducir o eliminar estas manchas, podemos elevar el parámetro
, que se encuentra en la paleta Render Setup (F10).
minutos
y designando la ficha Effects, o designando el menú Rendering>Effects
algunos efectos para nuestras luces. Hacemos clic en el botón Add…, designamos en efecto
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Las manchas que se producen en la superficie de los objetos suele dar realismo y suavidad a las escenas, pero
algunas veces pueden ser demasiadas; para reducir o eliminar estas manchas, podemos elevar el parámetro
).
Rendering>Effects podemos designar
, designamos en efecto Lens Effects y
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Seguidamente designamos el o los efectos que deseamos aplicar a una misma luz y también designamos
luz.
Dado que el efecto se calcula sobre la propia imagen del render, es posible actualizarlo son
solo hacer clic en el botón Update Effects, en la persiana Effects.
Video 5, duración 4:31 minutos
Volumen luminoso (Volumen Light)
El volumen luminoso lo añadimos a la lu
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Seguidamente designamos el o los efectos que deseamos aplicar a una misma luz y también designamos
el efecto se calcula sobre la propia imagen del render, es posible actualizarlo son
solo hacer clic en el botón Update Effects, en la persiana Effects.
minutos
Volumen luminoso (Volumen Light)
El volumen luminoso lo añadimos a la luz, desde el panel de modificaciones, persiana
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Seguidamente designamos el o los efectos que deseamos aplicar a una misma luz y también designamos dicha
el efecto se calcula sobre la propia imagen del render, es posible actualizarlo son
z, desde el panel de modificaciones, persiana Atmospheres & Effects.
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Video 6, duración 1:32 minutos
Uso de luminarias reales
La empresa italiana Simes nos ofrece un
(http://www.simes.it/spa/download/index.php
también luces del tipo Photometric Web
con la información acerca de la distribuci
Descargar luces para 3ds Max>>>
Después de descargar el archivo 3ds_max_1_2011.zip
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minutos
nos ofrece un paquete de luminarias reales y listas para usar en 3ds Max
http://www.simes.it/spa/download/index.php). Las mismas contienen los modelos 3d de las luminarias y
Photometric Web, o sea que incluyen los archivos IES (suministrados por el fa
con la información acerca de la distribución de la luz.
3ds_max_1_2011.zip, lo descomprimimos.
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de luminarias reales y listas para usar en 3ds Max
). Las mismas contienen los modelos 3d de las luminarias y
(suministrados por el fabricante)
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Elegir la luminaria
Para conocer las luminarias primero conviene conocer el catálogo de la Simes
(http://www.simes.it/spa/catalogo/tipologia.php), después designamos una familia…
… y tomamos nota del código que corresponde a la luminaria, para después insertarla en Max.
También podemos conocer la información técnica de la luminaria y ver un ejemplo de su luz.
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Insertar luminarias en una escena
Las luminarias podrán ser insertadas como referencia externa o mediante Import>Merge, como cualquier
contenido de Max.
El conjunto de componentes geométricos y la luz estarán agrupados en una especia de bloque llamado
Assembly; desde el menú podremos descomponer (Explode), editar (Open), añadir (Attach) o eliminar
componentes (Dettach).
Para realizar ajustes en la luminaria, primero debemos abrir el Assembly y después modificamos sus parámetros
como a cualquier otra luz. Es conveniente asignarle sombra del tipo Ray Traced Shadows o mental ray Shadow
Map, y asignarle el archivo de distribución IES, suministrado por el fabricante.
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En el ejercicio añadiremos las siguientes luminarias:
• Microslot modelo 3903W para las paredes.
• Nanofocus modelo 1097 para alumbrar el cuadro.
• Minislot modelo 3857 para iluminar la escultura central.
Video 7, duración 11:24 minutos
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En el ejercicio añadiremos las siguientes luminarias:
Microslot modelo 3903W para las paredes.
Nanofocus modelo 1097 para alumbrar el cuadro.
Minislot modelo 3857 para iluminar la escultura central.
minutos / Video 8, duración 5:18 minutos.
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