Cmaras

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)

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

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

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

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

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

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

Iluminacin

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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)

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)

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

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

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

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

Concepto de penumbra

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

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

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

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

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.

Ejemplos de iluminacin diurna

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Rendering

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

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

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)

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

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

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

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

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

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)

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

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.