jueves, 28 de febrero de 2008
miércoles, 27 de febrero de 2008
miércoles, 20 de febrero de 2008
jueves, 14 de febrero de 2008
Digital Lighting and Rendering
Ch. 1 Fundamentals of Lighting Design
Motivación
• Antes de agregarle luz a una escena, debes saber su motivación; esta es la causa o fuente original para cada luz en tu escena.
• La motivación debe informar cada decisión que haces cuando estas ajustando las luces; debes saber cuales cualidades de la luz natural estas tratando de representar, y cuales fuentes de luz debes estudiar o pensar en cuando estas creando tridimencionalmente.
Espacio fuera de pantalla
• Este espacio es el área que no esta visible en la toma, como el que esta arriba de la cámara.
• Cuando estés diseñando la iluminación para una escena, tienes que imaginarte que es lo que esta en el espacio fuera de pantalla, así puedes iluminar la escena con luces que parecen estar motivadas por fuentes de luz reales.
Cualidades de la Luz
• Las mas importantes que vemos en una fotografía son: color, brillo, suavidad, THROW PATTERN, y ángulo.
-Cada tipo de luz tiene un distintivo color de temperatura, el cual, combinado
con el balance de blancos de la cámara, determina el color de la luz.
- Brillo, como color es relativo como a la cámara esta ajustada, esta ves basada
en las opciones de exposición en la cámara.
-Suavidad es una función de diferentes SETTINGS en la luz. Sombras suaves crean la impresión de luz suave y difusa.
-Throw Pattern, o la forma de la luz.
-Angulo nos dice de donde proviene la luz; también ayuda a determinar la
función visual de la luz.
• Casi cualquier adjetivo utilizado para describir la luz puede ser considerado una cualidad de la luz
Luz Directa y Indirecta:
• La luz directa brilla directamente de una fuente original, como un bombillo, el sol, al objeto al que esta iluminando.
• La luz indirecta es la luz que es reflejada o que rebota de una superficie antes de iluminar indirectamente al objeto.
Haciendo Trampa:
• Es partida intencionalmente de la motivación, y hecho en una manera que no aparezca equivocada para la audiencia.
• Trampas son hechas en casi todos los proyectos en 3D, por ejemplo, sombras son a veces removidas o movidas cuando distraen. Luz en un objeto que aparece estar saliendo de una lámpara, puede que venga de una posición muy alejada de la lámpara
Haciendo cosas Creíbles
• Algunos proyectos requieren de foto realismo (cuando las imágenes pueden ser confundidas por una fotografía), mientras que otros proyectos requieren otros tipos de estilizaciones.
• Sin importar que estilo emplees, la iluminación siempre tiene que ser aceptable a la audiencia.
• Una imagen aceptable tiene que ser internamente consistente, con luces balanceadas de una manera en que seria motivada en la vida real.
Realzando Sombras y Efectos.
• Muchas veces es necesario agregar luz para ayudar a una escena comunicar la identidad de diferentes superficies y materiales; por ejemplo puedes agregar luz que agregue un toque de luz a los ojos de un personaje para que se vean mas húmedos, o luz a un pedazo de aluminio para que se vea mas metálico.
Manteniendo la Continuidad
• Cuando los proyectos son muy largos, mantener la continuidad es una preocupación, por esto hay muchas tácticas que son empleadas para asegurar la continuidad; por ejemplo comparando imágenes de diferentes tomas a la hora de iluminar la siguiente.
Impacto Emocional
• Cuando la audiencia esta muy interesada en la historia y sus personajes, no van a ver la iluminación intencionalmente, si no la van a sentir.
• Ayudando a establecer un tono o ambiente que realce la experiencia emocional de ver una película es la meta visual mas importante del diseño de luz en la cinematografía.
Retos de la Iluminación
• Re-renderizando escenas con mejor iluminación cada ves, y al mismo tiempo recibiendo comentarios de las diferentes versiones es esencial para perfeccionar tus habilidades.
• No hay recurso mas valioso que el Internet cuando se trata de aprender sobre renderizados en 3D.
Ch. 2 Lighting Basics and Good Practices.
Tipos de Luces
• Comienzas a armar la iluminación en una escena 3D escogiendo que tipos de luz quieres agregar.
• Point Lights, u ovni u omnidirectional lights, son las luces mas simples que se pueden usar en 3D, estas emiten luz uniformemente en todas direcciones. Estas son comparadas con un bombillo colgando en el centro de una habitación.Cuando estas luces están programadas para crear sombras y tu iluminas un objeto alrededor de ellas, la sombra va a limitar y decir de donde la luz puede brillar. Estas nos dan mas control de exactamente donde la luz esta apuntando.
• Spotlights son los mas populares en el diseño de iluminación en graficas en computadora, ya que pueden ser controladas y ajustadas completamente. Igual que los point lights, estas simulan luz que proviene de un punto muy pequeño. Solo que, en ves de apuntar en todas direcciones, este esta limitada a un cono especifico en cierta dirección. Estas luces cuentan con controles que puedes ajustar para determinar en donde la luz va a caer. El ángulo de cono determina el ancho del ‘rallo’ mientras que el ángulo de penumbra determina la suavidad del borde del ‘rallo’ del spot. En una penumbra de 0 el ‘rallo’ tendrá un borde afilado. Entre mas le vayas agregando a la penumbra, mas suave se van convirtiendo los bordes.
• Direccionales es particularmente efectiva cuando estas simulando la luz del sol. Esta ilumina todos los objetos desde el mismo angulo, no importa donde este esté colocado en relación con la luz. Todas las sombras producidas por una luz direccional son paralelas.
• Luces de área es un tipo de luz que simula el tamaño de una fuente de luz física en la vida real. Con los spots, las luces direccionales o las point lights, escalando la luz en tu escena solo escala el icono, y no cambia la iluminación. Mientras que si tu escalas una luz de área esta simulara adecuadamente la iluminación de un panel de luz mas grande. Estas luces están disponibles en una variedad de formas, dándote así la libertad de escoger la forma que mejor simule la fuente de luz que buscas imitar. La calidad de luz y sombras que puedes lograr con este tipo de luces hace que sean una opción perfecta para unos renders muy realistas.
• Modelos sirviendo como luz en muchos programas, cualquier objeto en 3D puede ser designado para que funcione como una fuente de luz. Cualquier render que apoye la iluminación global (la simulación de una luz indirecta rebotando de un objeto a otro) va a permitir que objetos iluminen a otros objetos. Sin embargo en muchos casos los profesionales evitan usar este tipo de iluminaron porque los renders son lentos.
• Esferas Ambientales también conocido como sky dome (domo de cielo) es una fuente especial de luz que rodea y provee iluminación de todos los alrededores de la escena. Estas son perfectas para simular luz que viene del cielo, también sirven como iluminación secundaria que vas a necesitar para rellenar espacios en donde tu fuente principal de luz no le llega.
• Luz de Ambiente esta es diferente en cada ambiente, pero rara ves es plana o uniforme. En la vida real luz de ambiente significa luz que esta a tu alrededor. Esta incluye luz del cielo, luz que esta siendo reflejada, y luz de cualquier tipo de fuente.
Controles y Opciones
Después de agregarle la luz a una escena, el siguiente paso es esconder todas las otras luces y renderizar la imagen con solo una luz. Al hacer esto sabes exactamente como contribuye esta a la iluminación y sombras en la escena, y así la puedes ajustar.
• Decadencia controla como la intensidad de la luz disminuye con la distancia. Algunos programas tienen valores de tres o cuatro tipos de decadencia. Otra manera para ajustar la decadencia es usando valores numéricos, usualmente llamados decay o exponent. Esta forma es mas flexible porque no te limita a números completos, por ejemplo en ves de tener que usar 2, puedes ajustarlo a 1.8
• Decadencia de Cuadrado Inversa también llamada quadratic o decadencia 2, es la mas correcta físicamente; este es el tipo de decadencia que se ve en fuentes de luz reales. En la vida real la decadencia es una función de los rayos de luz esparciéndose geométricamente a través de un espacio, y no los rayos disminuyendo en energía. Rayos reales de luz pueden viajar enormes distancias, incluso viajar por años luz sin desgastarse o hacer mas tenue, sin embargo entre mas se alejen de su fuente los rayos se van esparciendo geométricamente haciéndolos mas y mas escasos. Si una fuente de luz es visible en tu toma, es una buena idea usar este tipo de decadencia. También cuando estas trabajando con iluminación global, la decadencia del cuadro inversa es una propiedad geométrica de cómo la luz indirecta es rebotada en superficies, entonces usándola en tus fuentes primarias de luz pueden agregarle consistencia y realismo al rendering.
• No usando decadencia Luces con la decadencia del cuadro inversa muchas veces necesitan una alta intensidad para iluminar objetos distantes, como resultado las luces terminan sobreexponiendo las superficies cercanas. Una luz sin decadencia, sin embargo, puede ser ajustada fácilmente para iluminar un gran espacio con consistencia.
• Otros Tipos de Decadencia: usando la decadencia cúbica hace que la luz de decaiga mas rápido que un luz real; pero la puedes utilizar para simular una luz dentro de la tiniebla o bajo aguas turbias. Altas decadencias pueden ser útiles cuando necesitas agregar una luz que necesita solamente iluminar la superficie justo a la par. La decadencia lineal puede ser un útil compromiso entre la inversa y no decadencia.
Difusa y Especular
• Reflexión difusa es cuando los rayos de luz están esparcidos en todas direcciones.
• Reflexión Especular ocurre cuando los rayos de luz no están esparcidos, si no en ves están reflejados paralelamente, creando una imagen enfocada perfectamente.
• En renderings, la luz difusa es el sombreado principal, cubriendo el lado de la superficie que esta en dirección a la luz; mientras que la especular simula una reflexión de la fuente de luz en si.
Links de Luz
• Si tienes una luz que quieres para un propósito especifico utilizas Light linking, o iluminación selectiva; esta te permite asociar luces especificas con objetos específicos.
• Este tipo de iluminación te da mas control de cómo diferentes objetos son iluminados
Para ahorrar tiempo renderizando:
• Deja visible en la escena solo esos objetos que realmente necesitas ver en el render, y esconde todo lo demás. Si tienes modelos muy complejos en la escena, a veces un modelo mas simple como sustituto puede ser usado mientras ajustas la iluminación.
• Si estas ajustando una luz en especifico o una sombra, esconde todas las otras luces para que solo renderices con esa única luz.
Ch 3. Shadows and Occlusion
La función Visual de Sombras
Definiendo Relaciones Espaciales
• Cuando los objetos crean sombras en otros, las relaciones espaciales de estos son reveladas.
Integrando Elementos
• Al establecer relaciones entre objetos y sombras, puedes también crear una especie de integración entre los elementos en una escena. Muchas veces la sombra es lo único real que se ve en una imagen creada en una computadora, y es lo que ayuda a vender la imagen.
Sombras Secundarias
• En escenas complejas usualmente necesitas as que una luz que este produciendo sombras.
• Una luz que no produzca sombras crea riesgos: puede iluminar directamente paredes, iluminando el interior de un espacio igual que afuera; puede hacer que unos objetos se vean planos .
Sombra Color
• Hay un parámetro en muchas luces llamado, sombra color, que agrega color a las sombras producidas por una luz. Negro puro es el color establecido para una sombra, cuando la sombra color es establecida a cualquier valor arriba del negro puro, esta aclara la sombra dejando que algo de la luz se filtre al área donde estaría bloqueado.
Tamaño de Sombra y Perspectiva
• El ajusta de sombras solo funciona son sombras provenientes de un point source, como un spot. Si estas utilizando luces direccionales o infinitas siempre van a hacer sombras del mismo tamaño que el objeto que las este creando sin importar la posición.
• Sombras se ven diferentes y toman diferentes formas cuando provienen de diferentes perspectivas.
Algoritmos de Sombras
• Depth Map (o shadow map o dmap) shadows son típicamente las sombras mas rápidas y mas eficientes para renderizar, pero tienen una resolución ‘finite’ y a veces tienen que ser ajustadas para evitar artefactos.
• Raytraced Shadows son fáciles de usar y precisas en cualquier resolución, pero usualmente tardan mas en renderizarse.
Depth Map Shadows, son las mas populares actualmente para el uso de iluminación en película. Este tipo de sombra funciona pre-computarizando una depth map para determinar en donde las sombras van a ser renderizados.
Resolución y Uso de Memoria una simple distancia dentro de un depth map es guardada como un floating point value. Estos valores pueden guardar cualquier numero, desde pequeñas fracciones hasta enormes distancias, pero usan 4 bytes para guardar cualquier valor.
Depth Map Framing Para hacer que los shadow maps funcionen eficazmente, debes enmarcar el shadow map para que cubra la geometría de la sombra, y no mucho espacio vacío alrededor de ella. Spot lights son los mas óptimos cuando usas depth map shadows. Muchas veces hay situaciones en donde es imposible enmarcar cada objeto que necesita serlo, en algunos programas como Mental Ray y Renderman los estudios implementan soluciones en las cuales ellos pueden controlar cuales objetos están en cada shadow map y cuales shadow maps caen bajo cual luz. Pero la mayoría de los programas no tienen estas opciones, entonces he aquí algunas soluciones
-Reemplazar tu luz con algunos spotlights, cada uno cubriendo un área pequeña, esto
va a agregar un poco de variación natural a la iluminación.
-Apagar las sombras de la luz principal, y en ves usa “shadow only lights” para
crear sombras abajo del objeto.
-Usar diferentes, pero bien enfocados, spotlights para cada sombra en “shadow pass”
separados, y luego utiliza este shadow pass para oscurecer la escena.
Depth Map Bias and Self-Shadowing Artifacts, un depth map bias que este muy bajo puede causar que ciertos objetos tengan rayas, cuadriculas o ciertos patrones, al incrementar este numero, desliza el efecto de la sombra un poco mas lejos de la superficie causando la sombra, para que esta no comience a tener patrones.
Arreglando Escapes de Luz, teniendo un bias muy alto puede causar ranuras visibles entre el objeto causando la sombra, y el punto en donde la sombra en si comienza. Si tienes este problemas aquí hay algunas soluciones que puedes probar para solucionar tu problema:
-Esconde todas las otras luces en la escena, para que solo estés probando una luz
cuando al renderizar.
-Si estas utilizando un spotlight, asegúrate que el cono sea lo mas angosto posible
para que este apunte justamente donde necesita que alumbre.
-Reduce el depth map bias
-Reduce el filtro o la suavidad aplicada a la sombra, la cual extiende luz a las áreas
sombreadas.
Un escape de luz no es siempre el problema de la iluminación, muchas veces es problema de tu modelado, si es así intenta esto:
-Construye geometría mas gruesa, en ves de usar infinitas superficies delgadas.
-Agrega un polígono afuera de la edificación para bloquear la luz donde no es
necesaria.
-Asegúrate que todos los ángulos estén redondeados, que no estén a un perfecto
ángulo de 90 grados. z
-Si alguna parte de la geometría no esta creando sombras, intenta agregarle otra superficie, como una figura primitiva, adentro de esta parte.
Raytraced Shadows
• Son sombras calculadas trazando rayos de luz entre fuentes de luz y objetos iluminados. Estas son calculadas un píxel a la ves cuando la renderizas, en ves de ser pre-calculadas y guardadas en un shadow map.
-Se convierten mas claras cuando brillan a través de superficies transparentes y
pueden agarrar color de estas superficies transparentes.
-Con este tipo de sombras no tienes muchos de los problemas asociados con los
shadow maps.
-No necesitan un mapa de resolución fijo, entonces siempre estarán precisas en
cualquier rendering de cualquier resolución.
-Estas ‘apoyan’ sombras mas realistas y de mas alta cualidad cuando son
utilizadas con las luces descritas a continuación.
-Funcionan igual de bien con cualquier tipo de luz.
-Tardan mas en renderizar que los shadow maps, y para escenas muy complejas,
la diferencia puede ser mucha.
-Empleando estas en la escena le agregan la memoria, y así limitan la complejidad
de escenas que puedes renderizar en tu computadora.
• Como Funcionan : cada rayo es calculado, comenzando desde la cámara, y no desde la fuente de luz, como en la vida real. Por cada píxel en la imagen, un rayo es trazado desde la cámara a un ángulo apropiado hasta que este pegue con una parte de la superficie que necesite ser renderizada.
Sombras Fuertes y Suaves
• Para efectos mas realistas, sombras suaves deben ser usadas en conjunto con otras señales de luz mas suave o menos directa.
• Casos en donde puedes utilizar la luz Fuerte como opción creativa:
-Para simular la iluminación que proviene directamente de una fuente de luz
pequeña y concentrada, como un bombillo.
-Para presentar el sol directo en un día claro.
-Para llamar la atención a una fuente de luz artificial, como cuando un spotlight es
enfocado en un acróbata en el circo.
-Para proyectar sombras con figuras muy definidas, como cuando quieres que la
audiencia vea el villano por su sombra proyectada en la pared.
-Para crear un ambiente duro o inhospitable.
• Utilizarías luz suave en situaciones como estas:
- Para producir luz natural en días nublados
- Para crear luz indirecta que ha sido reflejada de paredes o cielos, o luz del cielo que es generalmente suave.
- Para simular luz que ha sido transmitida a través de superficies traslucidas, como ciertas cortinas.
- Para hacer ambientes mas cómodos y relajados, y hacer que los sujetos se vean naturales u orgánicos.
Sombras suaves con Depth Maps
• Puedes suavizar una sombra con un depth map al incrementarle el filtro.
• Sombras suavizadas con una filtración del depth map básico van a producir una suavidad uniforme en ves de irse haciendo mas suave a medida que se van alejando del objeto.
Soft Raytraced Shadows
• Son lentas de renderizar.
• Luz de Área: conceptualmente son las fuentes de sombras suaves mas elegantes
• Radios de luz: crean la impresión de una fuente de luz mas grande a la hora de calcular las raytraced shadows. Cuando utilizas un parámetro de radio de luz no crea ningún cambio visible al render, en comparación con una luz de área redonda; solo controla como controlas la suavidad, te da flexibilidad para usar diferentes tipos de luz, como spotlights.
Occlusion: cuando un objeto bloquea la luz, se puede decir que todas las sombras son un tipo de oclusión
• Oclusión de Ambiente es una función diseñada para oscurecer las partes de una escena que son bloqueadas por otra geometría. Puede ser un magnifico sustituto a las sombras suaves.
• Oclusión en Iluminación Global (GI) es un aproximamiento a renderizado en el cual la luz indirecta es calculada mientras esta inter-refleja entre superficies en la escena. Esta agrega luz a una escena, para simular luz rebotada o indirecta, esencialmente reemplazando las luces de relleno y sus sombras.
• Final Gathering (FG) funciona como una forma simplificada de la iluminación global
• Image Based Lighting (IBL) es un aproximación a un render en el cual el domo del cielo que rodea una escena es ‘mapeado’ con una imagen de un amiente, y los colores y los tonos de esa imagen
• Luces Negativas son luces con sus intensidades programadas en un numero negativo, pueden ser útiles para oscurecer partes de la escena. Estas no deben estar programadas para que creen sombras, ni emitir luces especulares. Si necesitas agregarle color a la sombra, recuerda que la luz de color especifica el color que va a ser sustraído no agregado, entonces debes agregar el color complementario.
Ch 4. Lighting Environments and Architecture
• Luz de Día: agregas tres elementos para recrearla:
1. Iluminación viniendo directamente del sol.
2. Luz del cielo
3. Luz indirecta
Luz Solar:
• Las sombras provocadas por el sol son las mas importantes en nuestra escena, por esta razón asegúrate que hagas pruebas de renders y de que estés a gusto con su forma y dirección antes de seguir agregando los otros tipos de iluminación.
• Es mejor que dejes el parámetro de colores de sombra en negro puro, ya que el tono azul que aparece en las sombras va a aparecer luego, cuando se agregue la luz del cielo.
Luz del Cielo
• Agregar esta iluminación va a bajarle el contraste a la escena, llena tus áreas de sombra con una iluminación azul tenue, y trae la escena a un balance de color neutro.
• Una manera de agregar las luces del cielo es comenzar con una copia de la luz solar, luego gírala a 90 grados en dirección opuesta del sol, baja la intensidad hasta un 50% de la intensidad del sol, y luego cambia el color de amarillo a azul.
• Vas a querer que la luz del cielo solo emita iluminación difusa, y poco o nada de iluminación especular.
Luz indirecta
• Luces rebotadas son aquellas que son emitidas por el solo o cielo, y rebotan en el piso u otras superficies, y por ende iluminando indirectamente otros objetos. Esta no debe tener mucha espejularidad. Debes posicionar estas luces por debajo de la tierra, apuntado hacia los edificios, personajes u otros objetos que requieran luces indirectas.
Escenas Nocturnas
• La luz del cielo usualmente debe tener un brillo azul suave, la luz de la luna puede ser azul o amarilla.
• La clave es no ‘underexpose’ una escena, pero si usar mucho contraste.
Luces Practicas
• Son aquellas fuentes de luz que son visibles como modelos en la escena. En exteriores, estas incluyen postes de luz, luces de los carros, rótulos iluminados, y luces en edificios. En interiores estas son lámparas, bombillos, televisiones.
• Para simular este tipo de iluminación necesitas dos diferentes aspectos: primero necesitas la fuente de luz en si (por ejemplo el bombillo o lámpara) y luego necesitas iluminar los alrededores, como si la lámpara es la que esta creando la iluminación en la escena.
Iluminando la Luz
• Si quieres iluminar un bombillo, debes poner una luz omnidireccional o de punto justo en el centro, donde iría el filamento, y ponle al exterior del bombillo un ‘shader’ traslucido.
Iluminando Ventanas
• Este tipo de iluminación es un reto, luz solar nunca entra por si sola a través de la ventana. Si hay un rayo de luz brillando directamente a través de la ventana, entonces también esperas ver un rayo de luz del cielo entrado pero en un ángulo mas amplio.
Esquinas
• Equinas es en donde la luz se refleja mejor, por ende debe haber continuidad en las esquinas; una continuidad de todos de una pared a otra.
• Una alternativa para oscurecer a las esquinas es utilizar iluminación negativa: usar luces con una intensidad negativa para quitarle la luz de las esquinas de las paredes.
Iluminación Global.
• Es cualquier algoritmo del render que simule la inter-reflexión de luz entre superficies.
• Cuando utilizas este tipo de iluminación, las luces rebotadas no son necesarias
Caustics:
• El tipo de iluminación indirecta que permanece enfocado en ves de ser esparcido difusivamente en todas direcciones.
Ambient Occlusion
• Es un tipo de sombreado que oscurece las áreas como esquinas, hendijas o lo que esta bloqueado debajo de o en medio de superficies.
• No es iluminación global
Motivación
• Antes de agregarle luz a una escena, debes saber su motivación; esta es la causa o fuente original para cada luz en tu escena.
• La motivación debe informar cada decisión que haces cuando estas ajustando las luces; debes saber cuales cualidades de la luz natural estas tratando de representar, y cuales fuentes de luz debes estudiar o pensar en cuando estas creando tridimencionalmente.
Espacio fuera de pantalla
• Este espacio es el área que no esta visible en la toma, como el que esta arriba de la cámara.
• Cuando estés diseñando la iluminación para una escena, tienes que imaginarte que es lo que esta en el espacio fuera de pantalla, así puedes iluminar la escena con luces que parecen estar motivadas por fuentes de luz reales.
Cualidades de la Luz
• Las mas importantes que vemos en una fotografía son: color, brillo, suavidad, THROW PATTERN, y ángulo.
-Cada tipo de luz tiene un distintivo color de temperatura, el cual, combinado
con el balance de blancos de la cámara, determina el color de la luz.
- Brillo, como color es relativo como a la cámara esta ajustada, esta ves basada
en las opciones de exposición en la cámara.
-Suavidad es una función de diferentes SETTINGS en la luz. Sombras suaves crean la impresión de luz suave y difusa.
-Throw Pattern, o la forma de la luz.
-Angulo nos dice de donde proviene la luz; también ayuda a determinar la
función visual de la luz.
• Casi cualquier adjetivo utilizado para describir la luz puede ser considerado una cualidad de la luz
Luz Directa y Indirecta:
• La luz directa brilla directamente de una fuente original, como un bombillo, el sol, al objeto al que esta iluminando.
• La luz indirecta es la luz que es reflejada o que rebota de una superficie antes de iluminar indirectamente al objeto.
Haciendo Trampa:
• Es partida intencionalmente de la motivación, y hecho en una manera que no aparezca equivocada para la audiencia.
• Trampas son hechas en casi todos los proyectos en 3D, por ejemplo, sombras son a veces removidas o movidas cuando distraen. Luz en un objeto que aparece estar saliendo de una lámpara, puede que venga de una posición muy alejada de la lámpara
Haciendo cosas Creíbles
• Algunos proyectos requieren de foto realismo (cuando las imágenes pueden ser confundidas por una fotografía), mientras que otros proyectos requieren otros tipos de estilizaciones.
• Sin importar que estilo emplees, la iluminación siempre tiene que ser aceptable a la audiencia.
• Una imagen aceptable tiene que ser internamente consistente, con luces balanceadas de una manera en que seria motivada en la vida real.
Realzando Sombras y Efectos.
• Muchas veces es necesario agregar luz para ayudar a una escena comunicar la identidad de diferentes superficies y materiales; por ejemplo puedes agregar luz que agregue un toque de luz a los ojos de un personaje para que se vean mas húmedos, o luz a un pedazo de aluminio para que se vea mas metálico.
Manteniendo la Continuidad
• Cuando los proyectos son muy largos, mantener la continuidad es una preocupación, por esto hay muchas tácticas que son empleadas para asegurar la continuidad; por ejemplo comparando imágenes de diferentes tomas a la hora de iluminar la siguiente.
Impacto Emocional
• Cuando la audiencia esta muy interesada en la historia y sus personajes, no van a ver la iluminación intencionalmente, si no la van a sentir.
• Ayudando a establecer un tono o ambiente que realce la experiencia emocional de ver una película es la meta visual mas importante del diseño de luz en la cinematografía.
Retos de la Iluminación
• Re-renderizando escenas con mejor iluminación cada ves, y al mismo tiempo recibiendo comentarios de las diferentes versiones es esencial para perfeccionar tus habilidades.
• No hay recurso mas valioso que el Internet cuando se trata de aprender sobre renderizados en 3D.
Ch. 2 Lighting Basics and Good Practices.
Tipos de Luces
• Comienzas a armar la iluminación en una escena 3D escogiendo que tipos de luz quieres agregar.
• Point Lights, u ovni u omnidirectional lights, son las luces mas simples que se pueden usar en 3D, estas emiten luz uniformemente en todas direcciones. Estas son comparadas con un bombillo colgando en el centro de una habitación.Cuando estas luces están programadas para crear sombras y tu iluminas un objeto alrededor de ellas, la sombra va a limitar y decir de donde la luz puede brillar. Estas nos dan mas control de exactamente donde la luz esta apuntando.
• Spotlights son los mas populares en el diseño de iluminación en graficas en computadora, ya que pueden ser controladas y ajustadas completamente. Igual que los point lights, estas simulan luz que proviene de un punto muy pequeño. Solo que, en ves de apuntar en todas direcciones, este esta limitada a un cono especifico en cierta dirección. Estas luces cuentan con controles que puedes ajustar para determinar en donde la luz va a caer. El ángulo de cono determina el ancho del ‘rallo’ mientras que el ángulo de penumbra determina la suavidad del borde del ‘rallo’ del spot. En una penumbra de 0 el ‘rallo’ tendrá un borde afilado. Entre mas le vayas agregando a la penumbra, mas suave se van convirtiendo los bordes.
• Direccionales es particularmente efectiva cuando estas simulando la luz del sol. Esta ilumina todos los objetos desde el mismo angulo, no importa donde este esté colocado en relación con la luz. Todas las sombras producidas por una luz direccional son paralelas.
• Luces de área es un tipo de luz que simula el tamaño de una fuente de luz física en la vida real. Con los spots, las luces direccionales o las point lights, escalando la luz en tu escena solo escala el icono, y no cambia la iluminación. Mientras que si tu escalas una luz de área esta simulara adecuadamente la iluminación de un panel de luz mas grande. Estas luces están disponibles en una variedad de formas, dándote así la libertad de escoger la forma que mejor simule la fuente de luz que buscas imitar. La calidad de luz y sombras que puedes lograr con este tipo de luces hace que sean una opción perfecta para unos renders muy realistas.
• Modelos sirviendo como luz en muchos programas, cualquier objeto en 3D puede ser designado para que funcione como una fuente de luz. Cualquier render que apoye la iluminación global (la simulación de una luz indirecta rebotando de un objeto a otro) va a permitir que objetos iluminen a otros objetos. Sin embargo en muchos casos los profesionales evitan usar este tipo de iluminaron porque los renders son lentos.
• Esferas Ambientales también conocido como sky dome (domo de cielo) es una fuente especial de luz que rodea y provee iluminación de todos los alrededores de la escena. Estas son perfectas para simular luz que viene del cielo, también sirven como iluminación secundaria que vas a necesitar para rellenar espacios en donde tu fuente principal de luz no le llega.
• Luz de Ambiente esta es diferente en cada ambiente, pero rara ves es plana o uniforme. En la vida real luz de ambiente significa luz que esta a tu alrededor. Esta incluye luz del cielo, luz que esta siendo reflejada, y luz de cualquier tipo de fuente.
Controles y Opciones
Después de agregarle la luz a una escena, el siguiente paso es esconder todas las otras luces y renderizar la imagen con solo una luz. Al hacer esto sabes exactamente como contribuye esta a la iluminación y sombras en la escena, y así la puedes ajustar.
• Decadencia controla como la intensidad de la luz disminuye con la distancia. Algunos programas tienen valores de tres o cuatro tipos de decadencia. Otra manera para ajustar la decadencia es usando valores numéricos, usualmente llamados decay o exponent. Esta forma es mas flexible porque no te limita a números completos, por ejemplo en ves de tener que usar 2, puedes ajustarlo a 1.8
• Decadencia de Cuadrado Inversa también llamada quadratic o decadencia 2, es la mas correcta físicamente; este es el tipo de decadencia que se ve en fuentes de luz reales. En la vida real la decadencia es una función de los rayos de luz esparciéndose geométricamente a través de un espacio, y no los rayos disminuyendo en energía. Rayos reales de luz pueden viajar enormes distancias, incluso viajar por años luz sin desgastarse o hacer mas tenue, sin embargo entre mas se alejen de su fuente los rayos se van esparciendo geométricamente haciéndolos mas y mas escasos. Si una fuente de luz es visible en tu toma, es una buena idea usar este tipo de decadencia. También cuando estas trabajando con iluminación global, la decadencia del cuadro inversa es una propiedad geométrica de cómo la luz indirecta es rebotada en superficies, entonces usándola en tus fuentes primarias de luz pueden agregarle consistencia y realismo al rendering.
• No usando decadencia Luces con la decadencia del cuadro inversa muchas veces necesitan una alta intensidad para iluminar objetos distantes, como resultado las luces terminan sobreexponiendo las superficies cercanas. Una luz sin decadencia, sin embargo, puede ser ajustada fácilmente para iluminar un gran espacio con consistencia.
• Otros Tipos de Decadencia: usando la decadencia cúbica hace que la luz de decaiga mas rápido que un luz real; pero la puedes utilizar para simular una luz dentro de la tiniebla o bajo aguas turbias. Altas decadencias pueden ser útiles cuando necesitas agregar una luz que necesita solamente iluminar la superficie justo a la par. La decadencia lineal puede ser un útil compromiso entre la inversa y no decadencia.
Difusa y Especular
• Reflexión difusa es cuando los rayos de luz están esparcidos en todas direcciones.
• Reflexión Especular ocurre cuando los rayos de luz no están esparcidos, si no en ves están reflejados paralelamente, creando una imagen enfocada perfectamente.
• En renderings, la luz difusa es el sombreado principal, cubriendo el lado de la superficie que esta en dirección a la luz; mientras que la especular simula una reflexión de la fuente de luz en si.
Links de Luz
• Si tienes una luz que quieres para un propósito especifico utilizas Light linking, o iluminación selectiva; esta te permite asociar luces especificas con objetos específicos.
• Este tipo de iluminación te da mas control de cómo diferentes objetos son iluminados
Para ahorrar tiempo renderizando:
• Deja visible en la escena solo esos objetos que realmente necesitas ver en el render, y esconde todo lo demás. Si tienes modelos muy complejos en la escena, a veces un modelo mas simple como sustituto puede ser usado mientras ajustas la iluminación.
• Si estas ajustando una luz en especifico o una sombra, esconde todas las otras luces para que solo renderices con esa única luz.
Ch 3. Shadows and Occlusion
La función Visual de Sombras
Definiendo Relaciones Espaciales
• Cuando los objetos crean sombras en otros, las relaciones espaciales de estos son reveladas.
Integrando Elementos
• Al establecer relaciones entre objetos y sombras, puedes también crear una especie de integración entre los elementos en una escena. Muchas veces la sombra es lo único real que se ve en una imagen creada en una computadora, y es lo que ayuda a vender la imagen.
Sombras Secundarias
• En escenas complejas usualmente necesitas as que una luz que este produciendo sombras.
• Una luz que no produzca sombras crea riesgos: puede iluminar directamente paredes, iluminando el interior de un espacio igual que afuera; puede hacer que unos objetos se vean planos .
Sombra Color
• Hay un parámetro en muchas luces llamado, sombra color, que agrega color a las sombras producidas por una luz. Negro puro es el color establecido para una sombra, cuando la sombra color es establecida a cualquier valor arriba del negro puro, esta aclara la sombra dejando que algo de la luz se filtre al área donde estaría bloqueado.
Tamaño de Sombra y Perspectiva
• El ajusta de sombras solo funciona son sombras provenientes de un point source, como un spot. Si estas utilizando luces direccionales o infinitas siempre van a hacer sombras del mismo tamaño que el objeto que las este creando sin importar la posición.
• Sombras se ven diferentes y toman diferentes formas cuando provienen de diferentes perspectivas.
Algoritmos de Sombras
• Depth Map (o shadow map o dmap) shadows son típicamente las sombras mas rápidas y mas eficientes para renderizar, pero tienen una resolución ‘finite’ y a veces tienen que ser ajustadas para evitar artefactos.
• Raytraced Shadows son fáciles de usar y precisas en cualquier resolución, pero usualmente tardan mas en renderizarse.
Depth Map Shadows, son las mas populares actualmente para el uso de iluminación en película. Este tipo de sombra funciona pre-computarizando una depth map para determinar en donde las sombras van a ser renderizados.
Resolución y Uso de Memoria una simple distancia dentro de un depth map es guardada como un floating point value. Estos valores pueden guardar cualquier numero, desde pequeñas fracciones hasta enormes distancias, pero usan 4 bytes para guardar cualquier valor.
Depth Map Framing Para hacer que los shadow maps funcionen eficazmente, debes enmarcar el shadow map para que cubra la geometría de la sombra, y no mucho espacio vacío alrededor de ella. Spot lights son los mas óptimos cuando usas depth map shadows. Muchas veces hay situaciones en donde es imposible enmarcar cada objeto que necesita serlo, en algunos programas como Mental Ray y Renderman los estudios implementan soluciones en las cuales ellos pueden controlar cuales objetos están en cada shadow map y cuales shadow maps caen bajo cual luz. Pero la mayoría de los programas no tienen estas opciones, entonces he aquí algunas soluciones
-Reemplazar tu luz con algunos spotlights, cada uno cubriendo un área pequeña, esto
va a agregar un poco de variación natural a la iluminación.
-Apagar las sombras de la luz principal, y en ves usa “shadow only lights” para
crear sombras abajo del objeto.
-Usar diferentes, pero bien enfocados, spotlights para cada sombra en “shadow pass”
separados, y luego utiliza este shadow pass para oscurecer la escena.
Depth Map Bias and Self-Shadowing Artifacts, un depth map bias que este muy bajo puede causar que ciertos objetos tengan rayas, cuadriculas o ciertos patrones, al incrementar este numero, desliza el efecto de la sombra un poco mas lejos de la superficie causando la sombra, para que esta no comience a tener patrones.
Arreglando Escapes de Luz, teniendo un bias muy alto puede causar ranuras visibles entre el objeto causando la sombra, y el punto en donde la sombra en si comienza. Si tienes este problemas aquí hay algunas soluciones que puedes probar para solucionar tu problema:
-Esconde todas las otras luces en la escena, para que solo estés probando una luz
cuando al renderizar.
-Si estas utilizando un spotlight, asegúrate que el cono sea lo mas angosto posible
para que este apunte justamente donde necesita que alumbre.
-Reduce el depth map bias
-Reduce el filtro o la suavidad aplicada a la sombra, la cual extiende luz a las áreas
sombreadas.
Un escape de luz no es siempre el problema de la iluminación, muchas veces es problema de tu modelado, si es así intenta esto:
-Construye geometría mas gruesa, en ves de usar infinitas superficies delgadas.
-Agrega un polígono afuera de la edificación para bloquear la luz donde no es
necesaria.
-Asegúrate que todos los ángulos estén redondeados, que no estén a un perfecto
ángulo de 90 grados. z
-Si alguna parte de la geometría no esta creando sombras, intenta agregarle otra superficie, como una figura primitiva, adentro de esta parte.
Raytraced Shadows
• Son sombras calculadas trazando rayos de luz entre fuentes de luz y objetos iluminados. Estas son calculadas un píxel a la ves cuando la renderizas, en ves de ser pre-calculadas y guardadas en un shadow map.
-Se convierten mas claras cuando brillan a través de superficies transparentes y
pueden agarrar color de estas superficies transparentes.
-Con este tipo de sombras no tienes muchos de los problemas asociados con los
shadow maps.
-No necesitan un mapa de resolución fijo, entonces siempre estarán precisas en
cualquier rendering de cualquier resolución.
-Estas ‘apoyan’ sombras mas realistas y de mas alta cualidad cuando son
utilizadas con las luces descritas a continuación.
-Funcionan igual de bien con cualquier tipo de luz.
-Tardan mas en renderizar que los shadow maps, y para escenas muy complejas,
la diferencia puede ser mucha.
-Empleando estas en la escena le agregan la memoria, y así limitan la complejidad
de escenas que puedes renderizar en tu computadora.
• Como Funcionan : cada rayo es calculado, comenzando desde la cámara, y no desde la fuente de luz, como en la vida real. Por cada píxel en la imagen, un rayo es trazado desde la cámara a un ángulo apropiado hasta que este pegue con una parte de la superficie que necesite ser renderizada.
Sombras Fuertes y Suaves
• Para efectos mas realistas, sombras suaves deben ser usadas en conjunto con otras señales de luz mas suave o menos directa.
• Casos en donde puedes utilizar la luz Fuerte como opción creativa:
-Para simular la iluminación que proviene directamente de una fuente de luz
pequeña y concentrada, como un bombillo.
-Para presentar el sol directo en un día claro.
-Para llamar la atención a una fuente de luz artificial, como cuando un spotlight es
enfocado en un acróbata en el circo.
-Para proyectar sombras con figuras muy definidas, como cuando quieres que la
audiencia vea el villano por su sombra proyectada en la pared.
-Para crear un ambiente duro o inhospitable.
• Utilizarías luz suave en situaciones como estas:
- Para producir luz natural en días nublados
- Para crear luz indirecta que ha sido reflejada de paredes o cielos, o luz del cielo que es generalmente suave.
- Para simular luz que ha sido transmitida a través de superficies traslucidas, como ciertas cortinas.
- Para hacer ambientes mas cómodos y relajados, y hacer que los sujetos se vean naturales u orgánicos.
Sombras suaves con Depth Maps
• Puedes suavizar una sombra con un depth map al incrementarle el filtro.
• Sombras suavizadas con una filtración del depth map básico van a producir una suavidad uniforme en ves de irse haciendo mas suave a medida que se van alejando del objeto.
Soft Raytraced Shadows
• Son lentas de renderizar.
• Luz de Área: conceptualmente son las fuentes de sombras suaves mas elegantes
• Radios de luz: crean la impresión de una fuente de luz mas grande a la hora de calcular las raytraced shadows. Cuando utilizas un parámetro de radio de luz no crea ningún cambio visible al render, en comparación con una luz de área redonda; solo controla como controlas la suavidad, te da flexibilidad para usar diferentes tipos de luz, como spotlights.
Occlusion: cuando un objeto bloquea la luz, se puede decir que todas las sombras son un tipo de oclusión
• Oclusión de Ambiente es una función diseñada para oscurecer las partes de una escena que son bloqueadas por otra geometría. Puede ser un magnifico sustituto a las sombras suaves.
• Oclusión en Iluminación Global (GI) es un aproximamiento a renderizado en el cual la luz indirecta es calculada mientras esta inter-refleja entre superficies en la escena. Esta agrega luz a una escena, para simular luz rebotada o indirecta, esencialmente reemplazando las luces de relleno y sus sombras.
• Final Gathering (FG) funciona como una forma simplificada de la iluminación global
• Image Based Lighting (IBL) es un aproximación a un render en el cual el domo del cielo que rodea una escena es ‘mapeado’ con una imagen de un amiente, y los colores y los tonos de esa imagen
• Luces Negativas son luces con sus intensidades programadas en un numero negativo, pueden ser útiles para oscurecer partes de la escena. Estas no deben estar programadas para que creen sombras, ni emitir luces especulares. Si necesitas agregarle color a la sombra, recuerda que la luz de color especifica el color que va a ser sustraído no agregado, entonces debes agregar el color complementario.
Ch 4. Lighting Environments and Architecture
• Luz de Día: agregas tres elementos para recrearla:
1. Iluminación viniendo directamente del sol.
2. Luz del cielo
3. Luz indirecta
Luz Solar:
• Las sombras provocadas por el sol son las mas importantes en nuestra escena, por esta razón asegúrate que hagas pruebas de renders y de que estés a gusto con su forma y dirección antes de seguir agregando los otros tipos de iluminación.
• Es mejor que dejes el parámetro de colores de sombra en negro puro, ya que el tono azul que aparece en las sombras va a aparecer luego, cuando se agregue la luz del cielo.
Luz del Cielo
• Agregar esta iluminación va a bajarle el contraste a la escena, llena tus áreas de sombra con una iluminación azul tenue, y trae la escena a un balance de color neutro.
• Una manera de agregar las luces del cielo es comenzar con una copia de la luz solar, luego gírala a 90 grados en dirección opuesta del sol, baja la intensidad hasta un 50% de la intensidad del sol, y luego cambia el color de amarillo a azul.
• Vas a querer que la luz del cielo solo emita iluminación difusa, y poco o nada de iluminación especular.
Luz indirecta
• Luces rebotadas son aquellas que son emitidas por el solo o cielo, y rebotan en el piso u otras superficies, y por ende iluminando indirectamente otros objetos. Esta no debe tener mucha espejularidad. Debes posicionar estas luces por debajo de la tierra, apuntado hacia los edificios, personajes u otros objetos que requieran luces indirectas.
Escenas Nocturnas
• La luz del cielo usualmente debe tener un brillo azul suave, la luz de la luna puede ser azul o amarilla.
• La clave es no ‘underexpose’ una escena, pero si usar mucho contraste.
Luces Practicas
• Son aquellas fuentes de luz que son visibles como modelos en la escena. En exteriores, estas incluyen postes de luz, luces de los carros, rótulos iluminados, y luces en edificios. En interiores estas son lámparas, bombillos, televisiones.
• Para simular este tipo de iluminación necesitas dos diferentes aspectos: primero necesitas la fuente de luz en si (por ejemplo el bombillo o lámpara) y luego necesitas iluminar los alrededores, como si la lámpara es la que esta creando la iluminación en la escena.
Iluminando la Luz
• Si quieres iluminar un bombillo, debes poner una luz omnidireccional o de punto justo en el centro, donde iría el filamento, y ponle al exterior del bombillo un ‘shader’ traslucido.
Iluminando Ventanas
• Este tipo de iluminación es un reto, luz solar nunca entra por si sola a través de la ventana. Si hay un rayo de luz brillando directamente a través de la ventana, entonces también esperas ver un rayo de luz del cielo entrado pero en un ángulo mas amplio.
Esquinas
• Equinas es en donde la luz se refleja mejor, por ende debe haber continuidad en las esquinas; una continuidad de todos de una pared a otra.
• Una alternativa para oscurecer a las esquinas es utilizar iluminación negativa: usar luces con una intensidad negativa para quitarle la luz de las esquinas de las paredes.
Iluminación Global.
• Es cualquier algoritmo del render que simule la inter-reflexión de luz entre superficies.
• Cuando utilizas este tipo de iluminación, las luces rebotadas no son necesarias
Caustics:
• El tipo de iluminación indirecta que permanece enfocado en ves de ser esparcido difusivamente en todas direcciones.
Ambient Occlusion
• Es un tipo de sombreado que oscurece las áreas como esquinas, hendijas o lo que esta bloqueado debajo de o en medio de superficies.
• No es iluminación global
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