AutoCAD 2D Tutorial 06: Acotación y estilos de cota

Como sabemos, dibujar en AutoCAD tiene como fin llevar lo dibujado de la pantalla a la realidad mediante la construcción de una pieza, una máquina, producto o un proyecto de Arquitectura. Para que eso sea posible, la teoría del dibujo técnico establece dos requisitos indispensables que deben cumplirse si se ha dibujado algo que ha de fabricarse en un taller (si es una pieza, máquina o un producto) o construirse en un terreno, si es que hablamos de una edificación:

– Que las vistas del dibujo no permitan dudas respecto a su forma.

– Que la descripción de su tamaño sea exacta. Es decir, que el dibujo esté correctamente acotado.

De esto se desprende que la acotación es el proceso de añadir medidas y notas a los objetos dibujados para que puedan ser confeccionados. Como sabemos, además de poder dibujar los objetos en su tamaño real, AutoCAD nos da la posibilidad de automatizar el proceso de acotación, ya que no es necesario capturar valores de medidas. De hecho, las herramientas que ofrece AutoCAD para acotar son tan sencillas de usar que sólo basta con una breve revisión de sus características para que podamos manejarlas rápidamente. Sin embargo, deberemos tener en cuenta los aspectos esenciales del dibujo técnico para evitar cometer errores. El que AutoCAD permita señalar dos puntos para que de ahí se genere una cota automáticamente no significa que esa cota sea correcta. Para ver más información acerca del tema, podemos ver el apunte de dibujo técnico referente a acotación.

En este tutorial veremos las herramientas para acotar que nos ofrece AutoCAD, las definiciones según su tipo y algunos ejemplos de aplicación para cada una de ellas. Sin embargo, lo primero que debemos saber es que las cotas poseen las siguientes partes:

Criterios de acotación

Para añadir cotas a un dibujo debemos tomar en cuenta los siguientes criterios básicos:

– Cuando creamos un dibujo con varias vistas de un mismo objeto, debemos colocar las cotas entre las vistas, siempre que esto sea posible. La acotación de una pieza debe reflejar las medidas de todas sus caras.

– Cuando la forma de un objeto nos obligue a crear dos cotas paralelas, la cota menor debe estar más cerca del objeto. La herramienta “Cotas de línea base” del programa hace esto automáticamente, pero si no se utiliza y después se debe añadir una cota menor paralela a otra ya creada, no olvidemos su ubicación correcta.

– Las cotas deben estar preferentemente en la vista que mejor muestre la forma característica del objeto. En la imagen de ejemplo, la medida de 12,99 podría estar en la otra vista, pero esto no reflejaría su forma real.

– si el dibujo es lo suficientemente grande, las cotas pueden ir en el interior de este si se requieren las medidas en el detalle. Así mismo, la escala de las cotas debe ser proporcional al dibujo para que estas no se pierdan.

– No debe repetirse una cota en dos vistas diferentes. Por el contrario, deben acotarse detalles diferentes, aún cuando midan lo mismo.

– En detalles pequeños, podemos cambiar los criterios de señalización de límites de las cotas para mejorar su presentación. Como veremos más adelante, es posible modificar los parámetros de las cotas para que se ajusten a estas necesidades.

Tipos de acotado en AutoCAD

Para acceder a los distintos tipos de cotas, iremos al menú Dimension si ocupamos AutoCAD Classic, o a Annotate si ocupamos Drafting and Annotation. En AutoCAD Classic (versiones antiguas) nos encontramos el siguiente menú:

Y este es el menú que aparece en el espacio de trabajo Drafting and Annotation en las últimas versiones de AutoCAD:

Menú de acotación de AutoCAD 2013.

Menú de acotación de AutoCAD 2017.

Los distintos tipos de cotas que tenemos en AutoCAD son los siguientes:

Lineal (comando DIMLINEAR): la acotación es de tipo lineal. Para realizarla, establecemos el primer punto de la cota, hacemos click y luego definimos el siguiente punto con click y con esto terminamos la cota.

El resultado es una cota que como su nombre lo indica, siempre acotará en forma ortogonal y por ende, no nos servirá para acotar líneas diagonales. Si lo hacemos en esta, este tipo de cota tomará la distancia horizontal entre los puntos de esta línea tal como en el ejemplo de abajo.

Después de establecer los puntos encontraremos el siguiente menú en la barra de comandos:

Donde tenemos lo siguiente:

Mtext (M) y Text (T): podemos editar el valor del texto. La diferencia entre ambas es que en mtext es más directa pues basta colocar el texto de cota. En cambio en text esto no aparecerá en pantalla sino que se nos pedirá el valor de forma similar a cuando lo realizamos mediante la línea de comandos.

Editando texto de la cota mediante mtext.

Editando texto de la cota mediante text.

Angle (A): podremos dar un ángulo de rotación al texto de la cota. En el ejemplo de abajo se ha establecido el ángulo de 30º.

Horizontal (H): establecemos la cota completa en la horizontal del plano (eje X). Es la opción por defecto ya que las cotas se alinean de forma automática en horizontal o vertical.

Vertical (V): si tenemos la cota en la horizontal del plano, con esta opción podremos dibujarla en la vertical de este (eje Y), modificando la dimensión respectiva. Por lógica, las cotas verticales tendrán asignada esta opción de forma automática.

Rotated (R): asignando un ángulo permite rotar las líneas de proyección de la cota y a la vez esta completa, modificando su valor según el ángulo asignado. En el ejemplo de abajo se ha establecido el ángulo de 10º.

Alineada (comando DIMALIGN): similar a la de tipo lineal pero esta nos permitirá acotar de forma precisa las líneas diagonales. Para realizarla, establecemos el primer punto de la cota, hacemos click y luego definimos el siguiente terminando la cota con click. Si realizamos esta cota en una forma ortogonal se comportará de manera similar a la cota lineal.

Al igual que en el caso de la cota lineal, esta cota posee las opciones Mtext, Text y Angle.

Longitud de arco o arc lenght (comando DIMARC): esta cota nos permite determinar el perímetro de un arco. Para realizarla, seleccionamos un arco y luego arrastramos el valor.

Al igual que en el caso de la cota lineal y alineada, esta cota posee las opciones Mtext, Text y Angle.

Coordenada u Ordinate (comando DIMORDINATE): nos permite ubicar un punto de coordenadas en el plano X o Y. Si después de establecer el primer punto escribimos X y luego enter, estableceremos el punto en el eje X y si escribimos la letra Y y luego enter, estableceremos la coordenada en Y. Si escribimos las letras T o M podremos definir el texto de la cota y además podremos establecer el ángulo de inclinación de este mediante la tecla A.

Radio (comando DIMRAD): nos permite determinar la magnitud del radio de una circunferencia. También nos permite determinar los radios de un arco determinado.

Al igual que en el caso de la cota lineal y alineada, esta cota posee las opciones Mtext, Text y Angle.

Radio con recodo o Jogged (comando DIMJOGGED): nos permite determinar la magnitud del radio de una circunferencia. Es similar al acotado con radio pero podemos cambiar la posición de la cota para mostrarla mejor o en caso que el dibujo no permita la acotación con radio normal.

Diámetro (comando DIMDIA): nos permite acotar diámetros de círculos. El valor queda antecedido por el símbolo de diámetro (Ø).

Al igual que en el caso de la cota lineal y alineada, esta cota posee las opciones Mtext, Text y Angle.

Angular (comando DIMANG): nos permite acotar un ángulo formado entre 2 líneas no paralelas. Para realizarla, primero elegimos la primera línea, la seleccionamos y luego elegimos la siguiente. También podemos acotar en función del suplemento del ángulo formado por una de estas líneas y la proyección de la otra.

Al igual que en el caso de la cota lineal y alineada, esta cota posee las opciones Mtext, Text y Angle. Además incorpora la función Quadrant, que permite definir un punto del cuadrante donde colocar la primera flecha de la medida.

Si cambiamos el espacio de trabajo a la versión ACAD Classic encontraremos otros tipos de cota que son:

Línea de base o Baseline (comando DIMBASELINE): esta opción funciona respecto a la última acotación que realizamos. Si la activamos, automáticamente nos insertará cotas arriba o abajo según corresponda y podremos acotar de forma lineal o angular.

Continua (comando DIMCONT): es similar al anterior pero nos permitirá crear cotas continuas.

Espacio de cota (comando DIMSPACE): este comando nos permite definir e espacio entre las cotas con el fin de ordenar el dibujo. Al activarlo, nos pedirá que seleccionemos todas las cotas que queremos alinear. Una vez que hemos seleccionado las cotas, presionamos enter y nos pedirá el valor del espaciado (si no escribimos nada AutoCAD distribuirá el espacio de forma automática). Lo escribimos y luego damos enter para finalizar el comando.

Cota rápida o Quick dimension (comando QDIM): nos permite acotar sólo seleccionando una cara, línea, arco, polígono o círculo. Es el método más sencillo y rápido para acotar pero tiene el problema que no puede acotar de forma angular y a veces se pueden cometer errores de acotado producto de la aleatoriedad de selección que realiza este comando.

Corte de cota (Dimension Break): nos permite cortar una cota por sobre la otra. Para realizarlo, seleccionamos primero la cota que cortaremos y luego la cota que se mantendrá intacta.

La cota será cortada y luego damos enter para finalizar el comando.

En el caso de las versiones modernas de AutoCAD, estos tipos de cota se encuentran en el grupo Dimensions de la persiana Annotate:

Multileader (comando MLEADER): esta cota es especial para que el diseñador añada notas pertinentes al proyecto y además es ideal para definir cotas de nivel. Cuando la creamos, podremos definir la dirección y luego agregar y editar el texto que queramos. Primero establecemos el primer punto y luego la dirección de la cota, damos click y luego escribimos el texto utilizando el menú de texto que aparece en este tipo de cota, clickeamos en OK para terminar el comando y luego podremos mover o editar la cota.

Para mayor información y opciones de edición de la Cota Leader, se puede consultar su tutorial respectivo.

Marca de centro o Center mark (comando DIMCENTER): nos permite insertar una marca de centro en círculos y arcos.

Inspección (comando DIMINSPECT): nos permite inspeccionar el grado de las cotas además de normalizarlas, también podemos elegir la forma de la caja de los textos de las cotas (redonda, angular o ninguna). Para que este funcione debemos designar las cotas para la inspección y luego dar click en aceptar.

Lineal con recodo o Jogged Linear (comando DIMJOGLINE): añade un recodo o marca de corte a una cota lineal.

Oblicua (comando DIMEDIT): con este comando podremos inclinar el ángulo de proyección de las líneas de referencia de la cota. Para realizarlo, elegimos la cota que queremos hacer oblicua, presionamos enter y luego definimos el ángulo, aceptamos con enter y finalizamos.

La idea para este tipo de acotado es definir ángulos cercanos a 90º puesto que la inclinación será menor en estos casos, si elegimos ángulos de 5º o menos la inclinación será mucho mayor.

Edición de cotas en AutoCAD

La forma más sencilla de modificar el valor de las cotas, es estirando la cara del objeto donde está el valor de la cota. Al realizar esto, la cota automáticamente indicará el nuevo valor.

También podemos seleccionar la cota y ejecutar las siguientes operaciones de edición del texto de cota en el grupo dimensions del panel annotate:

Editando las propiedades de edición de texto de cota en AutoCAD clásico (versiones antiguas de AutoCAD) y en AutoCAD 2017.

O también ejecutar el comando DIMTEDIT para editar el texto. Las alternativas de edición de este son:

Align Text >> Angle: aquí podremos especificar un ángulo de rotación del texto de la cota.

Align Text >> left, center, right: aquí alinearemos el texto de la cota ya sea a la izquierda, centro o derecha de la línea de referencia, y además podemos modificar la distancia entre la cota y el elemento.

Align Text >> home: se vuelve a la posición original del texto en la cota.

Las otras opciones del grupo dimensions son:

Update (comando -DIMSTYLE): nos permite reescribir el valor de una cota en caso que este se haya modificado pero no se vea el valor real en pantalla.

Reassociate Dimension (comando DIMREASSOCIATE): nos permite volver a asociar las cotas con la medida original sin tener que rehacer la cota.

Si bien hemos repasado las formas básicas de edición de cotas, la forma más completa de editar las cotas es seleccionándolas y luego clickear en el botón derecho, allí encontraremos la opción properties donde tendremos muchas opciones para editar la cota. También podemos ejecutar el comando mediante pr.

Modificando propiedades de cota mediante properties.

Entre las más propiedades más importantes se encuentran el color, el layer, el tipo de línea (linetype), la altura del texto de cota (Text Height), el estilo (Dim Style), el tamaño de la flecha de la cota (Arrow Size), el tipo de flecha (Arrow) y el texto entre otras cosas.

Cabe destacar que el cuadro de propiedades es válido para cualquier objeto que queramos modificar, también podremos ir a este cuadro escribiendo properties o pr en la barra de comandos, y luego seleccionando la forma que queramos editar. Sin embargo puede resultar tedioso modificar una a una las propiedades de cada cota sobre todo en el caso que tengamos muchas en el dibujo. Podemos resolver esto mediante la opción igualar propiedades o Match properties, que está en la barra del menú.

Match Properties (comando MATCHPROP): iguala propiedades de un objeto a otro.

Al ejecutar este comando, primero designaremos el objeto de origen y luego los objetos que queramos igualar. Así las propiedades del objeto de origen se traspasan a los de destino (imagen derecha).

Proceso de igualado de propiedades y estilos de cota mediante el comando Matchprop.

Estilo de cotas en AutoCAD

AutoCAD nos permite crear y modificar nuestros propios estilos de cota. Esto es importante ya que creando un estilo podremos dejar predefinidos parámetros tales como el color, tipo de línea, altura de textos, tamaño de las flechas, etc. Para ir a ellos, vamos a Dimension >> Dimension Style o escribimos D en la barra de comandos, y nos aparecerá el siguiente cuadro:

acad06_008

Ahí encontraremos los tres estilos por defecto (annotative, ISO-25 y Standard). Podemos crear un nuevo estilo presionando el botón new o modificar los ya existentes con el botón modify. Si creamos un estilo nuevo, nos pedirá el nombre del estilo de cota y si marcamos la opción annotative, haremos que no varíen las propiedades en las ventanas del layout (el cual se hablará más adelante) independiente de las escalas de visualización de estas. Si presionamos continue, encontraremos un cuadro donde podremos definir parámetros como el tipo de texto (Text Style), la altura de este (Text Height), el color, el tipo de línea (linetype) y varias persianas que nos permitirán definir otros ajustes tales como las unidades de medida (Units), la cantidad de decimales, el separador de decimales, los tipos de flechas y otros ajustes ya vistos en el cuadro de propiedades. Lo bueno es esto es que los resultados de los parámetros que modifiquemos se verán inmediatamente ya que disponemos de una vista previa. Los parámetros más importantes a configurar son:

Dimension Lines y Extension Lines:

acad06_009

Color: Define el color de la línea. Si creamos un layer de cotas, podremos dejar esta opción al layer mediante la opción “by layer”.

Linetype:
define el tipo de línea (continua, segmentada, de centro, etc.). Si creamos un layer de cotas, podremos dejar esta opción al layer mediante la opción “by layer”.

Lineweight:
grosor de la línea. Si creamos un layer de cotas, podremos dejar esta opción al layer mediante la opción “by layer”.

Offset From origin: Establece la distancia desde donde comenzará a dibujarse la línea de extensión respecto al origen de la dimensión.

Extend Beyond Dim Lines: al modoficar este valor extendemos las líneas de proyección más allá de la linea de cota.

Supress: activando estas opciones podemos suprimir tanto las líneas de dimensión como las de proyección.

Symbols and arrows:

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Arrows/heads: define el tipo de flecha de la cota. Si elegimos la primera (first) automáticamente se asignará el mismo tipo a la segunda (second), sin embargo podremos cambiar esta última a un dibujo diferente. Además podremos modificar el tipo de la cota Leader.

Arrow Size: define el tamaño de la flecha.

Arc Lenght Symbol: define la posición del símbolo de longitud de arco. Esta puede ser encima, debajo del texto o suprimirse (none).

Center mark: establece el tipo entre línea, marca o ninguna (line, mark o none) y el tamaño de marca de la función center mark.

Text:

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Text Style: Define el estilo de texto. Podemos configurar un estilo predererminado o crearlo.

Text Color: Define el color del texto. Si creamos un layer de cotas, podremos dejar esta opción al layer mediante la opción “by layer”.

Fill Color: esta opción nos permite definir el color del fondo del texto.

Text Height: define la altura de texto. Con esta opción podremos agrandar o achicar el texto.

Text Placement: define la ubicación del texto. Si elegimos Vertical, pocremos colocar el texto encima de la línea de dimensión (above), centrarlo (centered) o debajo (below). Si elegimos Horizontal podremos elegir entre centrarlo (centered), alinearlo a la izquierda o derecha de las líneas de proyección (Alt Ext Line 1 o 2), o alinearlo de forma vertical a estas (Over Ext Line 1 o 2, en la imagen de abajo).

View direction: establece el modo de lectura de los valores de cota. si elegimos Left-to-Right leeremos de izquierda a derecha, si elegimos Right-to-Left las cotas se invertirán.

Offset From Dim Line: modificando este valor definimos la distancia entre la línea de dimensión y la base del número.

Text Alignment: define la alineación de los textos de cota en el dibujo.

Una vez que terminamos de configurar el estilo, cerramos el cuadro y ya tendremos nuestro estilo propio de cotas creado. Podemos seleccionar nuestro estilo ya creado y si presionamos el botón secundario, podremos cambiar su nombre o suprimirlo según lo queramos.

Seleccionando estilos de cota en AutoCAD Classic (versiones antiguas) y en AutoCAD 2017.

Para ocupar el estilo de cota que definimos, bastará seleccionarlo en el panel de cota. Una vez que lo hemos realizado, todas las acotaciones serán ejecutadas de acuerdo al estilo que hemos definido (en este caso estilo 01), el resultado lo podemos ver en la imagen de abajo:

La cota de abajo está configurada con “estilo 01”, por lo que podemos ver que esta tiene un fondo rojo, un texto cyan y en lugar de la flecha tradicional tenemos una línea oblicua junto con un cuadrado. También la línea de referencia es de color Magenta y la línea de cota es color amarilla y de tipo “center”. También podemos ver otra cota con otro estilo creado y modificado.

Este es el fin de este tutorial.

3DSMAX Tutorial 08: Iluminación GI

3dsmax_gibCuando hablamos de una escena con iluminación tipo GI (Global Ilumination) lo que en realidad tenemos es Iluminación Indirecta, esto es, el rebote de la luz entre las diferentes superficies y por consiguiente la mezcla de colores entre ambas. Este efecto es un tanto difícil de conseguir mediante la iluminación de tipo tradicional (comparándolo con los nuevos métodos de GI) ya que debemos colocar luces de tipo Spotlight en las zonas donde queremos que se produzca el rebote de luz. También se puede crear un “domo” de luces que genere toda la GI, y para aumentar el realismo podemos atenuarlas. Si todo lo anterior resulta demasiado difícil, podemos utilizar una luz de tipo Skylight y renderizar la escena con el plugin light tracer, eso sí a costa de tiempo de render.

Con la aparición de una gran cantidad de avanzados motores de render hablar de Iluminación Global ya dejó de ser un tema difícil, incluso en algunos motores de render (como Mental Ray) sólo basta colocar una luz de tipo Spot light, luego activar la iluminación global (GI) y obtenemos una escena realística, pero este tipo de iluminación tiene un precio caro y ese es el tiempo.

Ahora sólo nos asalta una duda, ¿Cómo en años pasados los animadores 3D generaban GI? Ya que no existía la cantidad de motores de render que hay ahora y su precio estaba fuera del alcance de cualquier bolsillo. La respuesta a este dilema es “pintar con luces”.

Ahora bien, la decisión de usar la GI automática o configurar un sistema propio de luces dependerá de cada uno, debemos poner en una balanza las ventajas y desventajas de cada sistema, tal vez en una escena sea mucho más rápido configurar un sistema de GI personalizado que uno automático o puede que no. Sin embargo configurar un sistema personalizado de luces tiene grandes ventajas ya que se tiene un control absoluto sobre la iluminación de la escena y puede brindar los mismos resultados y en un menor tiempo de configuración que en los sistemas GI automáticos.

Los sistemas de GI básicos que podremos usar en 3DSMAX son los siguientes:

1 – Crear un sistema personalizado de luces mediante un “domo” de luces Standard y luego aplicando un sistema llamado Sunlight para la luz solar (usando el motor de render que queramos).

2 – Creando un sistema llamado Sunlight e insertando en la escena una luz llamada Skylight, para luego configurar el GI.

3 – Creando un sistema llamado Daylight y configurando el GI.

Para las alternativas 2 y 3 podremos configurar GI usando lo siguiente:

– Aplicando los plugins Light Tracer (para escenas exteriores) o Radiosity (preferentemente para escenas interiores) en la persiana Advanced Lightning, en el caso que ocupemos el motor de render Default Scanline Render. Además debemos ajustar el control de exposición para mejorar el render. Este sistema funciona mejor con la alternativa 2.

– Configurando y aplicando Final Gather junto con GI en la persiana Indirect Ilumination, en el caso que usemos el motor de render Mental Ray. Además debemos ajustar el control de exposición para mejorar el render. Este sistema funciona mejor con la alternativa 3.

En este tutorial se irán viendo una a una estas 3 alternativas.

1- Creando un sistema personalizado de luces

Para crearlo, lo primero que haremos será colocar una luz de tipo Spotlight en el objeto a iluminar. La idea es que este apunte hacia el objeto y su target esté centrado en el punto de origen:

tut08_02

Ahora copiaremos mediante la herramienta array (Tools >> Array) teniendo en cuanta que el punto de pivote esté en Word y en la posición 0,0. Seleccionamos la luz y procedemos a ejecutar array.

En array nos aparecerá un cuadro donde deberemos colocar los siguientes valores:

Rotate: debemos presionar la flecha de la derecha y colocar el valor 360 en el eje Z, en type of object colocamos instance y en 1D colocamos el valor 10. Podemos ver una vista previa de las copias si presionamos el botón preview:

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Una vez que tengamos nuestras copias, presionamos ok para crearlas.

tut08_03

Ahora hemos creado una serie de 10 luces que apuntan directamente hacia la casa. Ahora procederemos a copiar las luces en la vista left (tomándolas todas y presionando y manteniendo el botón shift) y luego las escalamos. La idea de esto es formar un “domo” de luces que envuelvan la casa, tal como se ve en la imagen:

tut08_04

Realizamos dos o tres copias más y volvemos a escalar para así completar el domo. El mínimo de luces que necesitamos son 50 aunque lo ideal es tener al menos, unas 150 para apreciar mejor el efecto.

Nota: no debemos olvidar que las luces siempre se deben copiar como instance, pues si las realizamos como copia (copy) no podremos modificarlas todas al mismo tiempo.

Si realizamos un render en este paso,  notaremos que la casa está de color banco y por ende la escena se “quema”:

3dsmax_gi002

Lo que debemos hacer ahora es configurar la intensidad de las luces y la atenuación de estas para así lograr el efecto. Seleccionamos una de las luces y procedemos a configurar la intensidad para bajarla (0,05) y lograr la iluminación adecuada de la casa:

3dsmax_gi003

Realizamos un render y el resultado es el de la imagen de arriba. Ahora mejoraremos la iluminación activando en las luces del domo la sombra de tipo shadow map:

3dsmax_gi004

Render realizado con 50 luces con intensidad 0,05 y aplicandoles el tipo de sombra Shadow Map.

Ahora pondremos una luz extra (de tipo direct) que arrojará la sombra general del sol (también podremos colocar el sistema Sunlight). El resultado es el siguiente:

3dsmax_gi005

Ahora procedemos a ocultar las luces del domo y configuramos la luz que proyecta la sombra. Podremos mejorar el resultado aumentando el número de luces en el domo, bajando la intensidad de estas y ajustando la intensidad de la luz que arroja la sombra del sol.

3dsmax_gi005b

Sistema de luces creado en el ejemplo anterior (total: 50 luces).

3dsmax_gi005d

Sistema creado con 150 luces. y una luz direct para el Sol. Abajo: el render resultante de este sistema.

3dsmax_gi005c

Podremos ajustar o mejorar el render mediante el panel Exposure Control donde podremos elegir distintos tipos de control de exposición de cámara. Exposure control se reseñará más abajo.

3dsmax_gi005e

El render anterior ajustado mediante Logarithmic Exposure Control.

2- Creando un sistema automático de luces

En este caso crearemos un sistema automático mediante la luz de tipo Skylight y una luz de tipo directa, o en su reemplazo el sistema Sunlight. Para crearlo, lo primero que haremos será abrir la escena llamada tutorial08.max y allí colocar una luz de tipo Direct (o insertar el sistema Sunlight) ya que esta será la que arroje sombras. Ahora deberemos crear una luz de tipo Skylight que se encuentra en el panel de las luces standard. Bastará colocar sólo una luz, ya que esta representa el “domo” de luces y por ende puede ir en cualquier parte de la escena:

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Si realizamos un render el resultado será el siguiente:

3dsmax_gi006

Como vemos en la imagen, la iluminación se ve sobreexpuesta ya que para que funcione el GI debemos habilitar el plugin llamado Light Tracer, el cual se encuentra en la persiana Advanced Lightning del cuadro Render Setup.

Al llegar al cuadro Render Setup, en la persiana Advanced Lightning debemos habilitar el plugin Light Tracer. Es importante que esté activada la casilla Active, de otra forma el plugin no funcionará. También cambiaremos el valor de bounces de 0 a 1, esto hará más notorio el rebote de luz y por ello más claro el GI en el momento del render. El resultado es el siguiente:

3dsmax_gi007

El resultado es el de la imagen de arriba. Si el render se demora mucho, podremos reducir la cantidad de Ray/sample (cantidad de rayos) que viene por defecto (250) aunque esto implicará una pérdida de calidad en la imagen:

3dsmax_gi007b

Render realizado con Ray/sample en 50.

3dsmax_gi007c

Render realizado con Ray/sample en 20.

3dsmax_gi007d

Render realizado con Ray/sample en 5.

Por el contrario, si aumentamos la cantidad de rayos ganaremos mayor calidad aunque evidentemente, tendremos un largo tiempo de render:

3dsmax_gi007e

Render realizado con Ray/sample en 500.

Podremos ajustar o mejorar el render mediante el panel Exposure Control donde podremos elegir distintos tipos de control de exposición de cámara. Exposure control se reseñará más abajo.

3dsmax_gi007f

El render anterior ajustado mediante Logarithmic Exposure Control.

2a- Radiosidad o Radiosity

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Radiosidad es una forma de iluminación indirecta en la cual la luz es transmitida entre las superficies por la reflexión difusa del color de la superficie. Este tipo de iluminación se obtiene mediante el rebote de la luz entre las superficies. Mientras más rebote haya, mucho más precisa será la solución de radiosidad la cual sólo está limitada por la cantidad de RAM que posea nuestra PC, ya que mientras más RAM tengamos mucho menos se demorarán los cálculos. Una vez calculada la radiosidad esta almacena información de sombreado en cada vértice de los objetos que estén en la escena, esto implica que la calidad de la radiosidad va a depender de la cantidad de vértices que contengan los objetos de la escena. Lo anterior puede considerarse una desventaja ya que mientras más compleja sea una escena, mucho más se va a prolongar el tiempo de cálculo.

Cuando modelamos una escena en la cual vamos a utilizar luces fotométricas debemos tener el cuidado de modelar bien y de hacerlo a escala, ya que un mal modelado podría provocar fugas de luz y las dimensiones erróneas de los objetos causaría que la escena se renderizará sobreexpuesta o con muy baja exposición.

En 3DSMAX hay dos formas de utilizar Radiosidad:

– La primera es utilizar luces fotométricas o de tipo Photometric, las cuales son muy utilizadas en iluminación de interiores para arquitectura. Esta es ideal para iluminar espacios interiores o utilizar GI del motor de render Mental Ray. Estas luces son reseñadas en este tutorial.

– La segunda consiste en utilizar un sistema de iluminación que se llama Daylight, el cual es generalmente usado para iluminación de exteriores. Con este sistema podemos separar los dos componentes de la luz exterior que son sol y cielo (Sun and Sky).

2b- Generando radiosidad para interiores

Este sistema utiliza el motor de Render por defecto de 3DSMAX llamado Default Scanline Render. Este sistema es ideal para configurar espacios interiores ya que Radiosity calculará el rebote de luz según la superficie y la cantidad de malla que posea nuestro modelo. Lo primero que haremos será modelar o definir una escena de interiores, o abrir la escena llamada tutorial08b.max que se incluye al final del artículo. Debemos modelar este espacio en unidades métricas y utilizando medidas reales para hacer más real la iluminación y para que el cálculo de las superficies sea más preciso. en esta escena aplicaremos 4 luces fotométricas (también funciona con luces standard) y luego realizaremos un render para ver la escena. Si colocamos luces fotométricas, cambiamos la distribución a Photometric web. El resultado del render normal es el de abajo:

tut08_14

Ahora debemos configurar la radiosidad para activar la iluminación indirecta o GI. Antes de ello nos conviene ir al panel Exposure Control (imagen de abajo, se encuentra en la misma persiana que environment) el cual nos permite definir el control de exposición de la imagen de forma similar al de una cámara real:

tut08_15

Allí tendremos las diversas opciones de control de exposición y seleccionamos Logarithmic Exposure Control, ya que es la más precisa. Presionando el botón Render Preview podremos ver un pequeño render antes del rendereado definitivo. Además podremos controlar sus parámetros como brillo (Brightness), contraste (Contrast), Tonos medios (Mid Tones) y Escala Física (Physical Scale). Si estamos realizando una escena de exteriores deberemos activar de forma obligada la opción Exterior daylight.

Para calcular la radiosidad nos vamos al cuadro Render Setup, elegimos la opción Advanced Lightning y esta vez elegiremos el plugin Radiosity. Presionaremos el botón Start para iniciar el cálculo de radiosidad y nos aseguramos estar en la vista en la que queramos realizarla:

3dsmax_gi0014

Cuando este termine, notaremos que se habrán formado los polígonos y líneas de vértices de la radiosidad. Ahora simplemente realizamos un render para ver la escena. Si queremos eliminar el cálculo y volver a realizarlo, presionamos el botón Reset All. El resultado al realizar el render es el siguiente:

tut08_16

La principal desventaja del sistema de radiosidad es que se puede ocupar sólo para renders estáticos, puesto que usarlo en animación implicaría calcular la radiosidad de cada cuadro y luego renderizarlo.

2c- Generando radiosidad para exteriores

Al iluminar una escena de exteriores tenemos varias opciones: las clásicas luces estándar o utilizar el sistema de iluminación diurna de 3DSMAX llamado DayLight. La gran ventaja de este sistema es que nos permite simular soluciones bastante precisas de iluminación y además podemos escoger horas, días, meses, años y hasta la zona horaria.

Daylight posee varias opciones: podemos utilizar las luces IES sun y IES sky que son las más precisas a la hora de representar la luz del cielo y la luz solar o utilizar la configuración que trae por defecto en la cual se utiliza una luz direccional mas una luz skylight que es menos precisa pero más rápida a la hora del cálculo.

Si no disponemos de suficiente tiempo para hacer un estudio de sombras y asoleo (que es generalmente para lo que se utiliza este sistema) preciso, podemos utilizar la luz de tipo Sunlight que tiene las mismas opciones de huso horario que Daylight, pero este tipo de luz no hace el cálculo de rebote de luz ya que es una luz de tipo directa, lo cual acelera bastante él render.

Para generar radiosidad exterior lo primero que haremos será modelar o definir una escena de exterior (la escena tutorial08c.max de este tutorial). Debemos modelar este espacio en unidades métricas y utilizando medidas reales para hacer más real la iluminación.

Ahora iremos al panel crear y presionaremos el último ícono llamado Systems (el de los engranajes) el cual es el de sistemas (systems). Al hacerlo nos mostrará varios tipos de sistemas y entre ellos estarán las opciones Sunlight y Daylight. Elegiremos Daylight e insertaremos la luz en la vista top, de tal forma de definir primero la estrella de puntos cardinales y luego la posición de la luz.

Al estar en el motor de Render Default Scanline e insertar el sistema Daylight se nos recomendará asignar como control de exposición a la opción Logarithmic Exposure control y activando la opción Exterior Daylight.

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Al estar en el motor de Render Mental Ray e insertar el sistema Daylight se nos recomendará asignar como control de exposición a la opción Mr Photographic Exposure control y colocar el Exposure Value (EV) en 15. Esta opción realzará de mejor forma la iluminación exterior que la tradicional Logarithmic (aunque no hay problema de utilizar cualquiera de los dos).

tut08_18b

Notaremos que no podremos mover la luz, en lugar de ello tendremos que definir el huso horario así como el lugar, día y hora. Ahora iremos al panel de motion (la rueda) y una vez allí podremos configurar los parámetros ya que nos aparece el cuadro de la imagen izquierda. Con el botón Get Location podremos elegir el lugar físico donde posicionaremos el objeto (incluso podemos elegir Santiago de Chile) o podremos definir sus parámetros como latitud o longitud.

En la opción Orbital Scale podremos definir la altura en la que está posicionada la luz respecto al suelo. Para nuestro caso elegimos Santiago y movemos el huso horario de tal modo que la luz nos quede como la imagen del lado (28/03 a las 13:00 hrs.). En la opción North Direction podremos mover o girar la brújula para adaptar la posición del Norte a la de nuestro modelo.

Si realizamos un render sin colocar opción alguna en Exposure Control, el resultado es el de la imagen de abajo:

tut08_20

Lo que haremos ahora para mejorarlo, será ir al control de exposición y activar el control de tipo logarithmic. Como esta escena es exterior deberemos marcar también la opción Exterior Daylight. Si tuviéramos una escena exterior pero la vista está desde el interior del edificio, podemos utilizar también la opción Automatic Exposure Control. Ahora nos vamos a la radiosidad (Radiosity) y procedemos a iniciar el cálculo, realizamos un render para ver el resultado final:

tut08_21

Nota: La intensidad de luz en un cielo claro es aproximadamente de unos 90.000 lux

Si seleccionamos la luz de Daylight y vamos al panel modificar, podremos elegir entre alternativas de luz del sol y luz de día además de la luz standard. Tenemos por ejemplo, IES Sun junto con IES Sky. Si los elegimos y realizamos el render este es el resultado:

tut08_21b_iessun_iessky

También podremos elegir MR Sun y MR Sky los cuales producen diferentes resultados según el motor de render que se utilice. MR Sun y MR Sky se utilizan junto al motor de render llamado Mental Ray. Si los elegimos y realizamos un render, el resultado es el siguiente:

tut08_21c_mrsun_mrsky

Si elegimos la opción Mr Sky, el programa nos preguntará si queremos asignar un cielo. Si aceptamos se creará el cielo junto al horizonte respectivo (mapa Mr Physical Sky), el cual se utilizará como base para el render.

Si queremos experimentar con el sistema de Sunlight, es igual que Daylight pero sólo coloca una luz direccional para realizar el estudio de asoleo.

En el caso del sistema Sunlight, podremos modificar la intensidad de la luz y los parámetros de sombras de la misma manera como lo hacemos con cualquier tipo de luz direccional standard. Un render con el sistema Sunlight es similar a la imagen de abajo:

tut08_22

3- Generando GI con Mental Ray

Mental Ray es un motor de render con el cual podemos conseguir simulaciones con base física de los efectos de la luz. Este motor de render acepta varias técnicas de GI como Photon map (mapa de fotones), cáusticas y Trace depth. En Mental Ray podremos usar tanto el sistema de luces Standard como el sistema Daylight (este último es el recomendado) y cualquiera de los dos tipos de control de exposición disponibles: Logarithmic y Mr Photographic.

Si comparamos el motor de render que trae por defecto 3DSMAX (Scanline) con mental ray, nos daremos cuenta de que este motor de render tiene muchas más ventajas como son los efectos cáusticos o la iluminación indirecta a partir de la técnica de photon map, que en el render de Scanline son mucho más difíciles de conseguir. Además Mental Ray trae su propia librería de materiales/mapas y si deseamos utilizar nuestros clásicos materiales lo podremos hacer, además que tenemos a nuestra disposición una persiana con la cual podemos utilizar los shaders de mental ray. Si bien las ventajas de este motor de render son bastante grandes estas tienen un precio y ese es el tiempo de renderizado.

Para utilizar Mental Ray debemos escogerlo en la persiana Common de Render Setup. Allí buscaremos la persiana Assign Renderer. Veremos que en production está la opción por defecto (Scanline Renderer). Presionamos el botón del lado y cuando nos aparezca el cuadro elegiremos Mental Ray Renderer. Con esto cargamos el motor de render y cambiará un poco de aspecto el cuadro de Render Setup.

Para generar el GI, nos iremos al ejemplo de la casa del primer ejercicio (tutorial08.max). Una vez que hemos abierto el archivo, procederemos a cambiar el motor de render a mental ray y dejaremos sólo la luz que hemos utilizado para generar la sombra. El multiplicador de la luz directa lo dejaremos en el valor 2.

En Mental Ray, el GI se logra con una técnica llamada Photon Map que tiene ciertas ventajas sobre la radiosidad, ya que esta técnica de GI no depende de la cantidad de malla y tampoco necesita generar una “solución previa” al render.

Para activarlo iremos a la persiana Indirect Ilumination del cuadro Render Setup, ubicamos la persiana Global Ilumination y activamos la opción Enable, esto activará el GI.

También nos aseguraremos de activar la opción Final Gather que está el principio de la persiana. Con Final Gather activado, mental ray genera un paso más de photon map y con esto se mejora notablemente la iluminación global de la escena. Eso sí, aumenta el tiempo de render. En FG Precision Presets podremos controlar la calidad del render y por defecto está activada la opción Draft, si lo movemos aumentaremos la calidad de la imagen pero el tiempo de render será considerablemente más largo.

En el caso de los valores de GI, si desactivamos Final gather podremos ver y controlar la cantidad de fotones en la escena. Mientras estos estén más juntos, se mezclarán de mejor manera y por ello podremos tener un render más realista. En la imagen de abajo hemos definido la cantidad de fotones por muestra (Maximum Num. Photons per Sample) en 10 y su radio máximo de muestra (Maximun Sampling radius) en 0.1, y vemos que la cantidad de fotones es insuficiente para el render:

tut08_25

Por el contrario, el render de la imagen siguiente tiene 500 fotones y no está activado el radio, por lo tanto es el más adecuado para nuestra escena:

tut08_25b

Render realizado con GI y Final Gather, sin incluir el mapa Physical Sky.

3dsmax_gi0016

Render realizado con Mr Photographic exposure control y valor de EV=15. En este caso se incluye en el fondo el mapa Physical Sky.

Si aplicamos GI mediante Mental Ray en el archivo de las columnas usando el sistema Daylight, los resultados son los siguientes:

3dsmax_gi0017

Render realizado con GI de Mental Ray, con control de Exposición en Mr Photographic, EV de 15 y una imagen de cielo de fondo (Mr Sun y Mr Sky).

3dsmax_gi0017b

Render realizado con GI de Mental Ray, con control de Exposición en Logarithmic, Exterior Daylight activado y una imagen de cielo de fondo (Mr Sun y Mr Sky).

3dsmax_gi0017c

Render realizado con GI de Mental Ray, con control de Exposición en Mr Photographic, EV de 15 y el cielo Mr Physical Sky (Mr Sun y Mr Sky). En este caso se ha aumentado la intensidad de la luz de Daylight a 3.

3b- Generando efectos cáusticos con Mental Ray

El efecto cáustico se produce cuando la luz que se proyecta en los objetos se refleja o refracta a través de otro objeto. Este efecto que es muy común en objetos refractivos como el agua o el vidrio en los cuales se pueden apreciar pequeños destellos en las sombras de los objetos.

En Mental Ray este tipo de efecto es bastante fácil de conseguir ya que sólo debemos asegurarnos que en las propiedades del objeto esté marcada la opción generar cáusticas, después nos asegurarnos de manejar correctamente las luces y las propiedades de la persiana Indirect Illumination.

Para generarlo, crearemos una escena (una tetera y una esfera) que estén sobre un plano. Aplicaremos a ambas un material de tipo Raytrace (copiaremos el color diffuse en Transparency) o crearemos un material que tenga este mapa en el canal de refraction (y Reflection). Ahora crearemos una luz de tipo omni que ilumine ambos objetos y que proyecte sombras de tipo Raytrace. Lo que haremos ahora es ir a las propiedades de cada objeto (seleccionando el objeto y clickeando con el botón secundario para luego seleccionar la opción object properties) y en la persiana mental ray activaremos la opción generate caustics. Esto debemos hacerlo en la tetera y en la esfera, o todos los objetos en los que queremos que se generen las cáusticas. Incluso debemos realizarlo en la luz para que resulte el efecto.

Una vez hecho esto, nos vamos a render Setup y en la persiana Indirect Ilumination buscamos Caustics and Global Ilumination, allí activamos la opción Enable Caustics. Además activaremos Final Gather y Enable GI.

Realizamos un render para ver el resultado final. Si no se ve claramente el efecto, podemos aumentar el valor de multiply de las cáusticas. Si se ven manchones o fotones en la escena, podemos resolver esto aumentando los valores de Fotones cáusticos y de GI en la opción light properties.

Este es el resultado del render final con el efecto de cáusticas, con el multiplicador de ellas en valor 5:

Descargar material del tutorial: ir a página de descargas.

Bibliografía utilizada:

– Tutorial GI Standard y Mental Ray del profesor Sebastián Huenchual H., Carrera Animación Digital 3D, Instituto DGM.

– 3DSMAX User Guide reference.

– Manuales USERS 3DSMAX por Daniel Venditti. Ediciones MP, Buenos Aires, Argentina.

 

Pauta trabajo 4 TMV3 y prueba 02 IPLA

Estimados alumnos de Taller de Maquetería virtual III, junto con saludarles les aviso que ya está en el blog la pauta del trabajo 4 de Taller. Pueden leerla y descargar el material en la sección “Taller de Maquetería virtual 1, 2 y 3 (AIEP)”. También se ha publicado el último tutorial de luces.

Para los alumnos de IPLA (19-800 PECE) les aviso que ya se ha publicado la pauta de la prueba 02. Pueden leerla y descargarla en la sección “Computación aplicada al Diseño (IPLA)” y de paso se han publicado todos los tutoriales (hasta la última clase) en la sección Tutoriales CAD.

Saludos.

AutoCAD 2D Tutorial 04: Dibujo Avanzado (timón)

acadtut04_00Ya hemos realizado los primeros dibujos básicos en AutoCAD y estamos en condiciones de realizar dibujos que requieran un nivel mayor de dificultad. La idea es entrenarnos con comandos de arco y líneas, además de practicar el comando array y sobre todo el uso de referencias y de operaciones matemáticas simples para dibujar, ya que sin estas realizar el dibujo sería prácticamente imposible.

Debemos recordar que para todo dibujo que realicemos en AutoCAD, será importante primero definir los trazos básicos que forman la estructura del objeto, del mismo modo que lo hacemos en el dibujo a mano alzada. Es importante saber además que en AutoCAD podemos operar mediante el concepto de capas o layers para facilitarnos el trabajo de administrar el dibujo.

Nuestro cuarto proyecto será un timón, el cual tendrá las dimensiones que indica la imagen de abajo:

acadtut04_01

Dibujando la estructura base

Antes de proceder a dibujar, comenzaremos creando un layer (capa) llamado líneas y le asignamos un color. Dibujamos un círculo de radio 65. Ahora dibujaremos cuatro líneas de tal forma que sean ortogonales y que partan del centro del círculo, de tal forma que formen los cuadrantes del círculo. Ahora dibujaremos otro círculo de radio 52, el cual tendrá su centro justamente en el centro del primer círculo. Repetiremos el proceso dibujando un cuarto, quinto y sexto círculo, pero estos tendrán por radios 40, 33, 16 y 12, de tal modo que nos quede como la imagen de abajo. Esta será nuestra base para realizar el dibujo completo:

Si queremos, podemos cambiar el tipo de línea en el layer “líneas” yéndonos a las propiedades de layer y clickeando en la opción Linetype. Allí nos aparece el cuadro de la imagen de abajo, donde podremos cargar (Load) los tipos de líneas. Asignamos línea oculta o segmentada.

acadtut04_02

Ahora procedemos a asignar el layer 0 a los dos círculos más pequeños y a los de radios 52 y 40, ya que estos serán los que formarán la base del dibujo del timón. Podemos cambiar el grosor (Lineweight) de la capa 0 a 0.3 mm y activar Linewidth para ver el resultado. La idea es que estos trazos aparezcan bien diferenciados.

Ahora procederemos a ejecutar la herramienta array para definir el tamaño de cada balaustre del timón. La idea es dividir el círculo en 24 partes, ya que si bien el timón tiene 12 piezas, para calcular el ancho de la base del balaustre necesitaremos bisecar ese ángulo de 30º, de la forma que lo ilustra la imagen siguiente:

acadtut04_05

Ejecutamos el comando array, elegimos el tipo polar, establecemos en 24 el número de elementos y definimos el centro del timón como “centro”. Elegimos cualquiera de las líneas ortogonales y luego aceptamos. Ahora tenemos el círculo dividido en 24 partes:

Procedemos a borrar las líneas seleccionadas en la imagen de arriba ya que sólo trabajaremos con las 3 líneas de la parte de abajo. La idea es dibujar el balaustre completo y una vez que lo terminemos, aplicar nuevamente la herramienta array para realizar las copias y terminar el timón.

Dibujando el balaustre

Para dibujar el balaustre nos ayudaremos con los dos círculos que quedaron en el layer líneas. Procedemos a dibujar dos líneas ortogonales que irán desde las intersecciones de la línea angulada y el segundo círculo, tal como indica la imagen de abajo:

acadtut04_07

Esta línea nos servirá para definir el ancho final del balaustre y de todas las bases de este. Ahora procedemos a dibujar una polyline escribiendo PL en la barra de comandos o presionando el ícono correspondiente.

Polilínea o polyline: realiza una línea unificada.

A diferencia de una línea, polilínea unificará en una sola forma todas las líneas una vez que terminemos de dibujarla. Esto nos facilitará el trabajo de selección cuando asignemos el comando array.

Ahora tomamos uno de los puntos de intersección y dibujamos hacia abajo con el valor de 4, luego dibujaremos la perpendicular hacia el otro extremo y remataremos hacia arriba hasta unirla con la otra intersección (imagen de abajo).

Repetimos el proceso en los círculos más grandes pero esta vez el valor será 2 en lugar de 4. La idea es que el resultado sea el de la imagen de abajo:

Procederemos ahora a dibujar un círculo de radio 3 en la intersección entre la línea central y el círculo más grande, para formar el mango del timón.

Una vez que realicemos el círculo, ejecutamos el comando offset y procedemos a realizar dos copias de la línea central, la distancia de offset será de 2, de modo que nos quede como la imagen siguiente:

acadtut04_12

Repetimos el proceso pero esta vez tomamos las líneas recién creadas, y su valor será 1.2. Estas líneas serán la guía para dibujar el balaustre:

acadtut04_13

Procedemos a dibujar el mango de forma que indican las imágenes siguientes y realizamos operaciones de recortar (trim) para definir la forma final:

Para terminar el balaustre, dibujaremos un arco normal (3 points) tomando los puntos e intersecciones indicados en la foto de abajo:

acadtut04_15c

Lo que ahora debemos hacer es recortar el arco que está después del marco para de esta forma crear un arco opuesto y definir la forma final del balaustre. Para realizar esto ocuparemos el comando trim para quitar el trozo de arco inferior, ya que necesitaremos dibujar un arco en sentido contrario para definir la forma.

Una vez que lo terminamos, procedemos a definir un tercer arco (3 points) que tomará como primer punto el final del arco que cortamos, el segundo será la intersección de la foto izquierda y el tercero la intersección entre la línea y la base (imagen de abajo):

acadtut04_17b

Procedemos a apagar el layer líneas ya que ahora sólo nos interesará terminar el dibujo y generar la forma final del timón.

Ahora necesitaremos realizar dos pasos: suavizar la unión entre ambos arcos y recortar lo sobrante. Para suavizar la forma, utilizaremos el comando fillet, escribimos R y establecemos el radio 20, seleccionamos una curva y luego la otra para construir el redondeo y de esta manera suavizar la forma.

Una vez que terminamos, recortaremos el arco sobrante mediante el comando Trim:

Notaremos que ahora el trazo está dividido en 3 partes. Podemos unir estos trazos de líneas escribiendo en la barra de comandos el comando pedit, o también con Join (J).

acadtut04_pedit

Pedit es el editor de polilíneas el cual nos permitirá unir cada trazo de línea y convertirlo en una polilínea. Cuando escribimos el comando, este nos pedirá seleccionar una línea. Seleccionamos cualquiera de los 3 trazos y nos preguntará si queremos transformarla en una polilínea, escribimos Y (yes) y luego enter para confirmar la operación. Ahora el comando nos pedirá una de varias opciones que se pueden ver en la barra de comandos o si hacemos click con el botón secundario del mouse (imagen siguiente).

acadtut04_18d

En este último caso, elegiremos la opción juntar (join) o escribiendo J en la barra de comandos y luego apretando enter. Ahora seleccionamos todos los trazos y cuando lo hagamos, apretamos enter. Volveremos a las opciones de pedit y presionamos enter para confirmar. Ahora los trazos se han unido en uno solo.

Para terminar la forma sólo basta volver a encender la capa líneas, realizar el comando mirror para duplicar en el lado opuesto la curva del balaustre. Utilizaremos la línea central como eje de simetría y duplicamos, tomando la precaución de no borrar los elementos originales.

Volvemos a esconder la capa líneas y ejecutamos el comando array, elegimos el tipo polar, establecemos en 12 el número de elementos y definimos el centro del timón como “centro”. Elegimos todos los elementos que forman el balaustre y luego aceptamos. Ahora tenemos el timón terminado:

Este es el fin de este tutorial.

3DSMAX Tutorial 07, parte 1: Iluminación Standard

3dsmax_iluminacion_standardEn el mundo real, la iluminación afecta nuestras vidas desde ángulos muy variados: permite distinguir siluetas y formas, afecta nuestros estados de ánimo (por ejemplo, las luces de una discoteca), nos alerta sobre peligros u otras indicaciones (semáforo, sirenas, etc.), nos entretiene, etc. Existen muchas fuentes de luz natural y artificial que nos generan muchas variables de iluminación. Intentar emular esas variables en un espacio 3D es el objetivo de las herramientas de iluminación en 3DSMAX. El programa basa a su representación de la iluminación en el ángulo que inciden los rayos en las caras de los objetos. Si este ángulo es perpendicular la iluminación es máxima, en ángulos menores esta irá decreciendo hasta desaparecer cuando los rayos queden tangentes a la superficie.

En el mundo real, la distancia influye en la intensidad de la luz puesto que la luz se difumina al ir alejándose de la fuente emisora. En 3DSMAX en cambio, la luz se proyecta hacia el infinito en el espacio 3D. Por defecto, el programa nos proporciona una iluminación Standard la cual nos permite ver nuestros modelos 3D. Estas son dos luces omnidireccionales: una ubicada atrás, como se ve en la imagen:

tut07_01

Y otra adelante, tal como se ve en la imagen de abajo:

tut07_02

Si aplicamos cualquier luz en 3DSMAX, estas se apagan para que podamos ver el efecto de esta. Si borramos las luces aplicadas, la iluminación standard vuelve a aparecer.

Ya sea que hablemos de luz natural o de cualquier fuente de luz artificial, debemos distinguir 2 tipos de luces: las luces duras, que son aquellas que proyectan sombras fuertes y demarcadas mientras que las luces blandas son aquellas que proyectan sombras suaves y difusas.

Debemos usar luces duras cuando:

– Simulamos iluminación que proviene de un bulbo (ampolleta) de luz en un cuarto pequeño.

– Para imitar la luz solar.

– Para iluminar escenas espaciales.

– Cuando imitamos las luces de un espectáculo (que incidan en un artista).

– Cuando deseamos que una sombra en el render nos advierta de otros objetos que están fuera de la escena y que deseamos que el espectador lleve su atención hacia ella.

– Para iluminar lugares inhóspitos (las luces duras hacen que la gente no se sienta cómoda).

Debemos usar luces blandas cuando:

– Cuando iluminamos días nublados y no deseamos sombras duras y negras.

– Para la iluminación indirecta que se refleja de los muros ya que generalmente es bastante suave.

– Para luces que están siendo transmitidas a través de materiales translucidos como una pantalla de luz o una cortina.

– Para imitar la iluminación interior (las luces suaves hacen de los entornos interiores más confortables, relajantes y hacen ver a los personajes más orgánicos).

– Para resaltar la belleza de un personaje, en especial de un personaje femenino el cual podemos resaltarlo solo utilizando luces suaves.

– Para generar representaciones (render) más realistas.

Tipos de luces Standard

Los colores de los materiales y las texturas de las superficies son profundamente afectadas cuando iluminamos la escena, por lo que se suele aplicar la iluminación en primer lugar y luego se procede a la texturización aunque no hay reglas al respecto.

Las luces se encuentran en icono de luces del panel crear. Como sabemos una vez creada la luz se desactivan las 2 luces que vienen activadas por defecto y se comienza a iluminar desde cero. Para insertar cualquier sistema de luces, debemos ir a al panel crear y presionamos el ícono luces. En el menú desplegable podemos elegir entre 2 sistemas de iluminación: Photometric (fotométrico) y Standard de 3DSMAX.

Las luces fotométricas utilizan valores fotométricos (energía de luz) que permiten definir las luces con más precisión, igual que si fuesen reales. Podemos crear luces con distintas distribuciones y características de color, o bien importar archivos fotométricos de los mismos fabricantes de luces. Podemos ver este tipo de luces más a fondo en el tutorial de luces fotométricas de este blog.

Las luces Standard son aquellas que tiene por defecto 3DSMAX y que abordaremos en este apunte. Estas luces tienen la ventaja que son válidas para todos los motores de render disponibles, aunque a cambio de no ser tan realistas como las Fotométricas. En 3DSMAX tenemos básicamente 4 tipos de luces que son:

tut07_04Omni: Como su nombre lo indica esta luz es de tipo “omnipresente”, esto es, que arroja luz en todas las direcciones de forma similar a una ampolleta o bombilla. Por esta característica es perfecta para ser usada como luz básica para iluminar una escena o un objeto, pero su fuerte es ser usada como luz de relleno (para evitar la oscuridad total en áreas no iluminadas de la escena). Es el equivalente a la luz de punto o point de AutoCAD 3D.

3dsmax_luces001

Render realizado con Omni para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena.

tut07_05Target/Free Spot: Este tipo de luz emite un rayo orientado con forma de cono de la misma manera que el de una linterna, un foco de teatro o una lámpara de sobremesa o escritorio.

Target Spot utiliza un objeto de destino o “Target” al que se dirigirá la luz, el cual se puede mover de forma independiente al de la posición de la lámpara o foco. En cambio en la opción Free Spot la luz siempre apuntará hacia donde la coloquemos según la vista en la que la dibujemos, ya que no tiene objeto de destino.

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Render realizado con Spot para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena.

tut07_06Target/Free Direct: Este tipo de luz proyecta rayos de luz paralelos en una única dirección y de forma cilíndrica, de forma similar a la sombra proyectada por el sol sobre la superficie de la tierra. Por esto mismo la luz direccional se utiliza principalmente para simular la luz solar, e incluso tenemos un sistema de iluminación basado en esta llamado Sunlight.

Target Direct utiliza un objeto de destino o “Target” al que se dirigirá la luz, el cual se puede mover de forma independiente al de la posición de la lámpara o foco. En cambio en la opción Free Direct la luz siempre apuntará hacia donde la coloquemos según la vista en la que la dibujemos, ya que no tiene objeto de destino.

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Render realizado con Direct para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena.

tut07_07Skylight: Este sistema está indicado para reproducir la luz diurna normal ya que en realidad equivale a colocar muchas luces de tipo Spot apuntando hacia la escena formando un “domo” de luces. Esta luz está ideada para ser utilizada con el plugin Light Tracer del motor de render por defecto Scanline Render, ya que por sí sola no da el efecto esperado. El cielo aparece como una cúpula situada sobre la escena.

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Render realizado con Skylight para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena, sin aplicar el plugin Light Tracer.

Esta luz está indicada para escenas exteriores ya que si aplicamos Light Tracer en escenas interiores no funcionará. También es importante indicar que esta luz se debe complementar con una luz directa o Sunlight para simular de mejor manera la escena exterior.

3dsmax_luces005

El mismo render anterior pero aplicando el plugin Light Tracer, donde notamos que al ser una escena interior y al no haber vanos esta no se ilumina.

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El mismo render anterior pero esta vez se han realizado vanos, y con ello ya podemos ver algo de iluminación diurna.

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El mismo render anterior pero esta vez combinado con el sistema Sunlight.

3dsmax_luces009bExisten otros dos tipos de luces llamadas MR Area Omni y MR Area Spot, las cuales son básicamente luces Omni y Spot pero están diseñadas para el motor de render Mental Ray. En el caso de estas luces, podremos controlar la forma en que el área de la luz se distribuye en los objetos mediante la opción Area Light Parameters.

Si colocamos la luz Mr Area Omni Podremos elegir si queremos distribuirla en modo de esfera o Sphere (donde podremos editar su radio) o de forma cilíndrica o Cylinder (donde podremos ajustar su radio y su altura).

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Render realizado con una luz Mr Area Omni para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena. En este caso al área de distribución es de tipo Sphere.

Si colocamos la luz Mr Area Spot Podremos elegir si queremos distribuirla en modo de recángulo o Rectangle (donde podremos editar su largo y ancho) o de forma de disco o Disc (donde podremos ajustar su radio).

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Render realizado con una luz Mr Area Spot para apreciar el efecto de la luz sobre los objetos de la escena. En este caso al área de distribución es de tipo Disc.

Debemos recordar que estas luces funcionarán de mejor forma en el motor de render Mental Ray.

Iluminación ambiental

3dsmax_luces010Al ser emitida la luz, los rayos de esta se propagan en el espacio hasta impactar sobre alguna superficie u objeto. Esta puede hacer que el rayo rebote total o parcialmente, o que sea absorbido por el medio. Cuando la luz rebota contra una superficie prosigue su camino con menor intensidad hasta volver a impactar con otra superficie y repitiendo el proceso hasta desaparecer.

A toda esta luz rebotando a la deriva en el espacio se le llama Iluminación Ambiental, y no es posible definir un origen preciso de la misma. Calcular el rebote de todos los rayos exige muchísimo cálculo de parte del programa 3DSMAX y por ende, tiempo de render. Podemos resolver parciamente este problema utilizando el parámetro de luz ambiental (Global Lightning). Podemos configurarla asignándole un color determinado y esto afectará a todos los objetos por igual en las zonas que no están iluminadas. Lo configuramos en el cuadro de environment.

tut07_08

Los parámetros de este son los siguientes:

Tint: por defecto está de color blanco. Al cambiarlo, Tint tiñe las luces de la escena con un determinado color. La Luz ambiental no se ve afectada.

3dsmax_luces011

En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado en Tint el color rojo, mientras que los otros parámetros están por defecto.

Level: Establece Nivel de intensidad. Un valor superior a 1 aumenta la intensidad de todas las luces de la escena por igual. Valores menores a 1 la atenúan.

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En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado en Level el valor 2, mientras que los otros parámetros están por defecto.

Ambient: Por defecto está de color negro. Al cambiarlo, la luz ambiente o Ambient afectará a todas las zonas no iluminadas de los objetos por igual.

3dsmax_luces012

En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado en Ambient el color rojo, mientras que los otros parámetros están por defecto.

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En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado a Ambient y Tint el color rojo.

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En el ejemplo, al render con Omni se le ha aplicado a Ambient el color rojo y a Tint el color verde.

Parámetros generales de las luces standard

Todas las luces standard a excepción de Skylight comparten parámetros comunes, los cuales son los siguientes:

Light type: podemos cambiar a cualquiera de los 3 tipos de luces disponibles: Omni, Spot y Direct. En Caso de las luces Direct y Spot, podemos activar la opción target para habilitar el objetivo y además podremos definir su longitud (o manipularlo directamente en la Viewport).

On: habilitamos o deshabilitamos la luz. Si  tenemos una luz en la escena y esta está en modo OFF y realizamos un render, la escena no se iluminará a menos que activemos la luz o la borremos. Podemos activar o desactivar tantas como queramos, según la cantidad de luces que tengamos en nuestra escena.

Shadows On/Off: en este caso habilitamos o deshabilitamos la proyección de sombra. Al clickear en Use Global Settings, habilitamos la sombra de tipo Shadow Map que está por defecto.

3dsmax_luces016a_sinsombra

Render realizado con Sombra (Shadow) desactivada.

Los tipos de sombra que podemos elegir son los siguientes:

– Shadow Map.
– Mental Ray Shadow Map.
– Area Shadows.
– Ray Traced Shadows.
– Advanced Ray Traced Shadows.

Las sombras y sus parámetros son reseñadas en el Tutorial de sombras, por lo tanto no serán parte de este apunte.

Color: por defecto está en color blanco, y nos permite definir el color de la luz el cual afectará a todos los objetos que sean iluminados por ella.

3dsmax_luces017

Render realizado con color de luz en Amarillo.

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Render realizado con color de luz en Verde claro.

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Render realizado con color de luz en Morado.

Exclude: al presionar esta opción podemos excluir (exclude) o incluir (include) los objetos que queremos que sean afectados por la luz en particular (a diferencia del mundo real en que esto no ocurre pues todos los objetos afectos por la luz son iluminados). Incluso podemos elegir si queremos que el objeto sólo arroje sombras, o ambas.

3dsmax_luces018

Eligiendo el o los objetos del cuadro de la izquierda y presionando la flecha derecha (>>) a podremos agregarlo a la lista de exclusiones en la cual tendremos las opciones de Iluminación (Illumination), Arrojar Sombras (Shadow Casting) o ambos (Both). Para volver el objeto a la normalidad, bastará elegirlo del cuadro de la derecha y luego presionar la flecha izquierda (<<).

3dsmax_luces018b

Render de la configuración de la imagen anterior donde vemos que la tetera 1 no se ilumina ni arroja sombras.

Multiplier: aumenta o disminuye la intensidad de la luz mediante valores positivos o negativos. Debemos tomar en cuenta que este valor no se refiere a los “watts” del foco de luz, sino más bien es una referencia para comparar y ajustar la iluminación de las distintas fuentes de luz. Los valores negativos restan luz a las zonas que lo afectan, generando oscuridad.

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En la primera imagen vemos un render con una luz omni aplicada y su valor de Multiplier positivo, mientras que en la segunda el valor de este es negativo, generando una mancha oscura.

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El render de las teteras anteriores con valores de Multiplier en 5.

3dsmax_luces019b

El render de las teteras anteriores con valores de Multiplier en 0,01.

Atenuación (Attenuation): en el mundo real, la luz se propaga en el espacio hasta que pierde potencia y desaparece. En 3DSMAX esto no es así hasta que activemos los parámetros de atenuación. Tenemos dos tipos de atenuaciones: cercana (Near) y lejana (Far) que se utilizan para controlar cómo crece y decrece la intensidad de la luz en su recorrido.

– Atenuación cercana (Near Attenuation): nos permite controlar la distancia durante la cual el rayo que parte desde la fuente de luz comienza a crecer en potencia hasta alcanzar la iluminación máxima indicada en el multiplicador (multiplier). El valor de inicio (Start) define (en distancia de unidades) el comienzo de la fuente de luz. El valor final (end) indica la distancia en la cual el rayo alcanza la intensidad indicada en el multiplicador. La distancia entre ellos es el rango en que gradualmente comienza a aumentar la potencia de la luz.

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En la imagen notamos cómo manipulando los valores de Near Attenuation evitamos iluminar la primera tetera mientras que la segunda se va iluminando gradualmente. El valor de inicio (Start) está representado por la lente (o esfera en el caso de la luz Omni) color azul marino, mientras que el valor final (End) es azul claro.

3dsmax_luces020d

– Atenuación lejana (Far Attenuation): nos permite controlar la distancia durante la cual el rayo que parte desde la fuente de luz comienza a decrecer en potencia hasta apagarse. El valor de inicio (Start) define (en distancia de unidades) el comienzo de la pérdida de potencia de la fuente de luz. El valor final (end) indica la distancia en la cual el rayo se extingue. La distancia entre ellos es el rango en que gradualmente comienza a disminuir la potencia de la luz.

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En la imagen notamos cómo manipulando los valores de Far Attenuation evitamos iluminar la segunda tetera. El valor de inicio (Start) está representado por la lente (o esfera en el caso de la luz Omni) color café claro, mientras que el valor final (End) es café oscuro.

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Decay: permite definir un método alternativo a la atenuación controlada. Tenemos dos tipos: Inverse Inverse Square (que calcula la atenuación real en la naturaleza). Esto quiere decir que la iluminación que alcanza un punto del objeto es igual a la intensidad de la luz dividido por la distancia entre el objeto y la luz al cuadrado La iluminación del Objeto = Intensidad / Distancia2. También disponemos de la opción None, o sea, sin decay. Con Start podemos definir la magnitud de la atenuación.

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Configuración de Decay, mostrando lente de atenuación.

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Render de la Configuración anterior, en opción Inverse.

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Render de la Configuración anterior, en opción Inverse Square.

Parámetros extendidos de luces standard

En el caso de luces tipo direccional (Direct) y foco (Spot) tenemos otros parámetros extras que les son comunes a ambas, los cuales son:

Show Cone: nos muestra el “cono” que forma la luz, o el “cilindro” en el caso de las luces direccionales.

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Overshoot: permite que estas luces iluminen de la misma forma que las omni pero que arrojen sombras sólo en el cono o cilindro que las definen.

Hotspot/Beam: define el diámetro del área del objetivo. En otras palabras, aumenta el diámetro de la base de cono. Se representa por el color celeste en Show Cone.

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Falloff/Field: define el valor del área desde donde se degrada la luz hacia los lados, a partir del valor definido en Hotspot/Beam. Se representa por el color azul marino en Show Cone.

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Circle/Rectangle: permite definir si el área iluminada forma un círculo o un rectángulo. Si elegimos la segunda opción, podremos cambiar las proporciones del rectángulo aumentando o disminuyendo el valor de Aspect. El botón bitmap fit nos permite encajar las proporciones de una imagen en esta área.

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Área de luz definida mediante la opción Rectangle.

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Área de luz definida mediante la opción Rectangle, con Aspect menor que 1.

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Área de luz definida mediante la opción Rectangle, con Aspect mayor que 1.

Efectos avanzados de luces

Las luces cuentan además con un cuadro extra denominado efectos avanzados (Advanced Effects), entre los cuales destacamos:

Affect surfaces: nos permite controlar con precisión el efecto de la luz sobre las distintas propiedades de los materiales. pPodemos habilitar una luz para que ilumine sólo las propiedades especulares, difusas o ambientales independientemente o aumentar el contraste entre las áreas difusas y ambientales de una superficie.

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En la imagen, la primera luz ilumina sólo el mapa Diffuse mientras que la otra sólo ilumina el mapa specular (en blanco y negro).

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En la imagen, la primera luz ilumina el mapa Diffuse junto con specular mientras que la otra sólo ilumina el mapa specular (en blanco y negro).

Proyector map: nos permite seleccionar una imagen o un video y proyectarla en la superficie, similar a un proyector de cine.

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En la imagen, una de las luces ilumina normalmente mientras que la otra proyecta una imagen en la superficie mediante la aplicación de Proyector map.

3dsmax_luces025Atmosphere and Effects: esta interesante opción nos permitirá agregar efectos especiales a nuestras luces. OPor defecto tendremos dos a nuestra disposición: Volume Light y Lens effects. El efecto más destacado es el llamado Volume Light el cual hará visible en el render el “volumen” de la luz proyectado por el emisor:

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Render realizado con una luz Spot.

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Render realizado con una luz Spot pero aplicando el efecto Volume Light.

Mediante la opción Add podremos agregar el efecto deseado y mediante Delete borrarlo. Al elegir Add nos aparece el cuadro siguiente donde podremos elegir el efecto:

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Podremos configurar los parámetros de Volume light en el panel environtment, donde iremos a la persiana Atmosphere y elegiremos la opción volume Light. nos aparece el cuadro de abajo:

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En este caso las propiedades más importantes son:

Lights: podremos elegir qué luces se toman en cuenta o no para el efecto. Mediante Pick Light tomaremos la luz que queremos que se aplique el efecto y mediante Remove Light podremos elegir una de la lista y quit{arselo.

Fog Color: Por defecto es de color blanco. Fog color permite cambiar el color de la “niebla” o el color del volumen de luz:

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Render de Volume Light con Fog Color en Amarillo.

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Render de Volume Light con Fog Color en Rojo.

Attenuation Color: en este caso determina el color de la atenuación de la niebla, y puede ser apreciado si activamos cualquiera de las atenuaciones. Por defecto es Azul y su valor es en Atten. Mult. es 2.

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Render de Volume Light con Attenuation Color en Rojo y el valor de Atten. Mult. por defecto, donde notamos el tono rojizo en la atenuación lejana (se ha activado Far Attenuation).

Atten. Mult: Por defecto es 2, y con este valor aumentamos o dismunuimos el efecto de Color Attenuation.

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El mismo Render anterior pero con Atten. Mult. en 20, donde notamos con precisión el Rojo de Fog Color.

Exponential: Aumenta la densidad de manera exponencial con la distancia. Cuando está apagada, la densidad aumenta linealmente con la distancia. Activemos esta casilla de verificación sólo cuando deseemos procesar objetos transparentes en el volumen de la niebla.

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Render de Volume Light con Exponential activado.

Density: Por defecto es el valor 5, y establece la densidad de la niebla. Cuanto más densa sea esta , más la luz se refleja en el interior del volumen. Para nieblas realistas se recomiendan niveles entre 2 y 6.

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Render de Volume Light con Density en valor 2.

Max Light%: representa el efecto de brillo máximo que se puede lograr (por defecto es 90%). Si bajamos este porcentaje podemos limitar el brillo de la luz para que no sea más denso a medida que se aleja de la fuente de la luz. Cuando la escena incluya objetos transparentes dentro de una luz del volumen, debemos ajustar este valor al 100%.

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Render de Volume Light con Max Light% en 50%.

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Render de Volume Light con Max Light% en 20%.

Min Light%: representa el efecto de brillo mínimo que se puede lograr (por defecto es 0%). Si Luz mínima es mayor que 0 , las áreas fuera del volumen de luz brillarán. Debemos tomar en cuenta que si aumentamos este valor el espacio fuera del volumen de luz tomará el color de la niebla.

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Render de Volume Light con Min Light% en 20%.

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Render de Volume Light con Min Light% en 20%.

Filter Shadows: Funciona con la sombra Shadow Map y con la opción Exponential activada, y nos permite obtener una mejor calidad del volume light mediante el aumento de la frecuencia de muestreo o Sample Rate (a costa del aumento de tiempo de render). En este caso tenemos las opciones: Low, Medium, High y Use Light Smp Range, donde podremos controlar el porcentaje de volumen si desmarcamos la opción Auto (el rango va desde 1 a 10.000). Estas opciones tienen que ver con la difuminación de la sombra ya que el manejo de estos valores acentúan o difuminan las sombras proyectadas por la luz.

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Render con Filter shadows en la opción Low. En este caso se ha removido la habitación para ver las sombras proyectadas.

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Render con Filter shadows en la opción High. En este caso se ha removido la habitación para ver las sombras proyectadas.

Otra opción que podremos agregar a nuestro Volume Light es la opción de Noise. Al activarlo y subir el valor de Amopunt, podremos ver efectos de ruido en el volumen de luz y tenemos tres tipos de efectos de Noise: Regular, Fractal y Turbulence:

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Render con la opción de Noise Regular activada, y el valor de Amount en 0,55.

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Render con la opción de Noise Fractal activada, y el valor de Amount en 0,55.

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Render con la opción de Noise Turbulence activada, y el valor de Amount en 0,55.

Podremos modificar los parámetros generales del ruido según la opción que elijamos, Las variables más importantes son:

Noise Thereshold: limita el efecto del ruido, y va entre 0 y 1. Por defecto es 1. Podremos colocar los valores en Low, High o ambos.

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Render con la opción de Noise Regular activada, el valor de Amount en 0,55 y Noise thereshold High en 0,5.

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Render con la opción de Noise Regular activada, el valor de Amount en 0,55 y Noise thereshold High y Low en 0,5.

Size: determina el tamaño de las partículas del ruido. Por defecto es 20.

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Render con la opción de Noise Regular activada, el valor de Amount en 0,55 y Size en 5.

Debemos recordar que podremos insertar la cantidad de luces que estimemos conveniente en nuestra escena, y que estos parámatros pueden ser configurados en cada luz por separado o al mismo tiempo si todas están en modo Instance.

Este es el fin del tutorial 07, parte 1.

Bibliografía utilizada:

– Tutorial Luces y Sombras del profesor Sebastián Huenchual H., Carrera Animación Digital 3D, Instituto DGM.
– 3DSMAX User Guide reference.
– Manuales USERS 3DSMAX por Daniel Venditti. Ediciones MP, Buenos Aires, Argentina.