Iluminación avanzada

R
RE
EN
ND
DE
ER
R3
3D
DM
MA
AX
X
- Para mejorar el render en 3d Max, podemos aprovechar algunas características
nuevas de las últimas versiones.
RECURSOS
 Nuevos tipos de luces:
- Dentro de las luces estándar encontramos:
 La luz cenital (skylight) simula la luz ambiental, rellenando las zonas
oscuras y dando un volumen general suave si le activamos las sombras.
 Las luces de área (area lights) emiten desde una zona más extensa y no
desde un punto como las normales, lo que da unas sombras más suaves.
Son específicas para Mental Ray.
 Simulaciones de luz solar (sunlight y daylight).
- Se ha añadido un nuevo tipo de sombras, las sombras de área (area shadows), que
ofrecen un aspecto suave muy realista.
- Además de las estándar, también tenemos las luces fotométricas (photometric
lights) son similares a las estándar, pero su comportamiento es más próximo a las
fuentes de luz reales.
 Control de la exposición:
- Si vamos al menú “Render-control de exposición” (“rendering - exposure control”)
podremos activar un sistema de control de la exposición (el más adecuado es el
logarítmico), hacer un previo y controlar el aspecto final del render.
 Mental Ray:
- 3d Max incorpora un motor de render alternativo, el Mental Ray, que permite el uso de
nuevos tipos de luces y materiales para unas simulaciones más precisas y realistas.
- Podemos seleccionarlo en el panel de Render, pestaña “Común” (“common”), apartado
“Asignar renderizador” (“assign renderer”).
- Mental Ray incorpora también muchos tipos específicos de materiales, como piel,
pintura de coche, cristal, etc... También tenemos los materiales de Arquitectura y
Diseño, con un comportamiento muy realista.
- Los renders son mucho más lentos que con Scanline pero el resultado es más real.
430931431.doc - 1
ILUMINACION AVANZADA CON RENDERIZADOR ESTANDAR
 Light tracer:
- Light tracer es un sistema para el renderizador scanline, que simula el rebote de la luz
en los cuerpos.
- Se usa principalmente para exteriores, combinado con una luz cenital o skylight.
- Se activa en el panel de Render, pestaña “Iluminación avanzada” (“advanced lighting”).
- Modificar el número de rayos, el tamaño de filtro y el número de rebotes nos permite
variar la calidad del render (en proporción inversa al tiempo de renderizado).
 Radiosidad (radiosity):
- Es similar al Light Tracer, pero se usa sobre todo en interiores. No crea luces, así que
hay que tener luces puestas en la escena.
- Se activa en el panel de Render, pestaña “Iluminación avanzada”.
- Es importante que las medidas de los objetos sean físicamente correctas.
- En la persiana “Parámetros de radiosidad”, presionamos “Iniciar” (“start”) para procesar
la radiosidad. Es conveniente repetir este paso cada vez que variemos algún
parámetro de la radiosidad.
- Podemos bajar algo la calidad inicial si subimos un poco el filtrado (“radiosity
processing parameters - direct light filtering”).
- Un menor tamaño de subdivisión de malla (“radiosity meshing parameters - maximum
mesh size”) da más calidad, pero ralentiza el render. Podemos usar también la
subdivisión adaptativa (“adaptative subdivisión”), que es mejor. Si vamos a usar
recolección final (“rendering parameters – render direct illumination – regather indirect
illumination”), no es necesario usar una malla tupida.
- “Reutilizar iluminación directa de solución de radiosidad” (“rendering parameters –
reuse direct illumination from radiosity solution”) da más velocidad de render pero
menos calidad. Dependemos totalmente del tamaño de la malla de radiosidad y de la
calidad inicial.
- “Renderizar iluminación directa” (“rendering parameters – render direct illumination”) es
mejor si hacemos una recolección final (“regather”), con un número de rayos suficiente
y un radio que nos difumine las posibles manchas. Si interesa, podemos poner
muestreo adaptativo (“adaptative sampling”). Con este sistema no son tan críticos ni la
calidad inicial ni la tupidez de la malla de radiosidad.
- En el control de exposición del menú “Render” (“rendering – exposure control”) hay que
poner el tipo logarítimico y marcar “afectar solo indirecta” (“affect indirect only”).
Variamos brillo, contraste, etc... para poner la imagen a punto.
430931431.doc - 2
ILUMINACION AVANZADA CON MENTAL RAY
- Se activa en el menú “render - parámetros de render” (“render setup – indirect
illumination”).
- Hay dos opciones: Recolección final (Final gather) e Iluminación global (Global
illumination).
 Recolección final (“Final gather”):
- Es un poco como un light tracer para Mental Ray. También se usa para exteriores.
- Hay una serie de parámetros preprogramados (“FG precission presets”) para conseguir
la mejor relación calidad/tiempo de render.
- Si lo usamos para interiores, en habitaciones con ventanas pequeñas y mucha luz
exterior, pondremos menos densidad (“initial FG point density”) y más rayos (“rays per
FG point”). Si las ventanas son grandes, al revés.
- La interpolación (“interpolate”) suaviza el resultado sin añadir tiempo de render, pero
quita detalle.
- Los rebotes (“bounces”) se refieren a los de la luz sobre los objetos, pero suben mucho
el tiempo de render.
- La solución de final gather se puede guardar para reducir el tiempo de cálculo, pero ojo
de no guardarla sin querer, que no se aplicarán los cambios que hagamos.
 Iluminación global (“Global illumination”):
- La iluminacion global es como la radiosidad pero para Mental Ray. Calcula los fotones
de la escena.
- Su funcionamiento óptimo es con luces fotométricas.
- Modificaremos los valores hasta ver un resultado detallado pero suave, sin círculos
luminosos, modificando el número total de fotones (“average GI photons per light”) y el
número de fotones por sample (“maximum num. Photons per sample”) y variando el
radio de interpolación (“maximum sample radius”).
- La solución de fotones se puede guardar para reducir el tiempo de cálculo, pero ojo de
no guardarla sin querer, que no podremos hacer cambios.
 Combinación de ambos:
- El mejor sistema es combinar ambos.
- Graduaremos la iluminación global para conseguir un resultado suave usando pocos
fotones, aunque perdamos detalle. Esto nos dará los rebotes generales de la luz.
- Luego pondremos la Recolección final con la calidad que deseemos y, sobretodo, sin
rebotes, que consumen mucho tiempo.
430931431.doc - 3
 Oclusión:
- El toque final puede ser incorporar un render de oclusión.
- La oclusión son las sombras no directamente producidas por las luces sino por la
cercanía entre dos objetos.
- Hay que recordar que sólo funciona en Mental Ray.
- Si bien a los materiales arquitectónicos de Mental Ray se les puede añadir oclusión
para el render normal, suele ser más útil hacer un render aparte sólo de oclusión.
TUTORIALES:
- En primer lugar y para no malgastar tiempo, prepararemos el render en baja calidad
para hacer pruebas.
- En primer lugar bajaremos la resolución en “render setup – common – output size” a
320x240 por ejemplo.
- Si usamos Mental ray, en “renderer – sampling quality” pondremos los samples por
píxel a mínimo 1/16 y máximo 1 y desactivando más abajo la opción “jitter”.
- Una vez que estemos satisfechos con nuestras pruebas, ya podremos aumentar la
resolución del render otra vez y subir los samples por píxel a mínimo 4 y máximo 64.
También activaremos el “jitter”.
 Iluminación exterior con Scanline:
- Vamos a iluminar una escena exterior. Para ello usaremos scanline e iluminación
indirecta con “light tracer”.
- No usaremos luces de relleno porque eran para sustituir el efecto de la iluminación
avanzada, que ahora sí usaremos.
- Lo primero es seleccionar el renderizador Scanline en el menú “Render setup “common” - “assign renderer”.
- Como vamos a usar Light tracer, necesitamos iluminar con una skylight, que
pondremos con multiplicador 1. No es necesario activarle las sombras.
- Para simular el sol pondremos una luz direccional estándar (“target/free direct”)
únicamente.
- Si queremos sombras suaves usaremos sombras de area en nuestra luz y
modificaremos el tamaño de origen de la sombra en la pestaña “area shadow”. Iremos
probando hasta tener la suavidad necesaria.
- Modificaremos el tamaño de emisión de la luz en “area light parameters” e iremos
probando hasta tener la suavidad necesaria.
- El render de la izquierda es el de la luz skylight y el de la derecha es de la luz del sol.
430931431.doc - 4
- A continuación vamos a “render setup – advanced lighting” y activamos “Light
Tracer”.
- Para hacer pruebas pondremos los rayos (“rays per sample”) a 5.
- Ponemos los rebotes (“bounces”) a 2 ó 3 y marcamos “adaptative undersampling”.
- En este caso no es tan importante usar el control de exposición, pero se pueden hacer
experimentos.
- Hacemos pruebas y cuando estemos satisfechos, subimos los rayos a un valor alto (en
este caso 250).
- Este es el resultado:
430931431.doc - 5
 Iluminación exterior con Mental Ray:
- Ahora iluminaremos la misma escena exterior, pero ahora con Mental ray e iluminación
indirecta de recolección final (“Final gather”).
- Recordar que no usaremos luces de relleno.
- Lo primero es seleccionar el renderizador Mental Ray en el menú “Render setup “common” - “assign renderer”.
- Para conseguir sombras suaves no podemos poner sombras de area a nuestra luz
porque el Mental ray no las reconoce, así que usaremos una luz “mr area spot” en
formato foco, no en formato direccional. Para que no fuguen las sombras la
pondremos algo alejada de la escena.
- Modificaremos el tamaño de emisión de la luz en “area light parameters” e iremos
probando hasta tener la suavidad necesaria.
- Para añadir algo más de realismo, pondremos una skylight en cualquier punto de la
escena y con poca intensidad; más o menos 3.
- El render de la izquierda lleva solo la luz del sol, mientras que el de la derecha lleva
solo la skylight.
- A continuación vamos a “render setup – indirect illumination” y activamos “Final
gather”. Seleccionamos uno de los presets que lleva, inicialmente el más bajo “draft”.
- Ponemos los rebotes (“bounces”) a 2 ó 3.
- Abrimos el control de exposición en “rendering - exposure control” y activamos el tipo
logarítmico. Marcamos “affect indirect only”, hacemos un previo del visor que
deseemos y corregimos brillo, contraste, etc... hasta conseguir una imagen correcta.
Debemos tener cuidado de no quemar las zonas que tienen luz directa.
- Si no sucede nada puede ser que la luz tenga desactivada la iluminación indirecta. En
este caso seleccionamos la luz y en sus parámetros vamos a “mental ray indirect
illumination”, donde activamos el cálculo automático y modificamos la energía hasta
que los previos salgan bien (en este caso tuve que subirla a 10000).
- Hacemos pruebas y cuando estemos satisfechos, podemos escoger un preset de final
gather más alto.
- Este es el resultado:
430931431.doc - 6
- Una vez tenemos todo ajustado, es muy útil guardar el cálculo de Final gather, para
lo que iremos al final del panel de “indirect illumination” y en la casilla “reuse – Final
Gather map” seleccionaremos “read FG points only from existing map files”, daremos
una ruta de acceso y generaremos el mapa de Recolección. Tener en cuenta que
cuando hagamos cambios en la iluminación o los parámetros de Final Gather, habrá
que generar un nuevo mapa.
 Iluminación interior con Scanline:
- Vamos a iluminar una escena interior con luz proveniente del exterior. Para ello
usaremos iluminación avanzada de radiosidad.
- Lo primero es seleccionar el renderizador Scanline en el menú “Render setup “common” - “assign renderer”.
- Para simular el sol pondremos una luz direccional estándar (“target/free direct”)
únicamente. No usaremos el truco de añadir luces de relleno porque eso nos lo hará la
iluminación avanzada.
- Hay que asegurarse de que la luz llega al interior a través de ventanas o puertas. Si
no, hay que moverla o añadir otras luces, pero siempre simulando luces reales de la
escena.
430931431.doc - 7
- Si queremos sombras suaves usaremos sombras de area en nuestra luz y
modificaremos el tamaño de origen de la sombra en la pestaña “area shadow”. Iremos
probando hasta tener la suavidad necesaria.
- A continuación iremos a “render setup – advanced lighting” y selecionaremos como
plugin “radiosity”.
- En la persiana “Parámetros de radiosidad”, presionamos “Iniciar” (“start”) para
procesar la radiosidad. Es conveniente repetir este paso cada vez que variemos algún
parámetro de la radiosidad.
- En “radiosity meshing parameters” activamos la subdivisión y marcamos la
subdivisión adaptativa (“adaptative subdivisión”).
- En “rendering parameters” seleccionamos “render direct illumination” y “regather”.
- En el control de exposición del menú “Render” (“rendering – exposure control”) hay
que poner el tipo logarítimico y marcar “afectar solo indirecta” (“affect indirect only”).
Variamos brillo, contraste, etc... para poner la imagen a punto.
 Iluminación interior con Mental Ray:
430931431.doc - 8
- Ahora repetiremos la misma escena pero renderizando con Mental ray. Para ello
combinaremos un ambiente luminoso difuso de Iluminación global con el detalle del
Final gather.
- Lo primero es seleccionar el renderizador Mental Ray en el menú “Render setup “common” - “assign renderer”.
- No añadimos luces de relleno y nos aseguramos de que la luz llega a la escena.
- Como ya se dijo, para conseguir sombras suaves no podemos poner sombras de
area a nuestra luz porque el Mental ray no las reconoce, así que usaremos una luz “mr
area spot” pero esta vez en formato foco, no en formato direccional. Para que no
fuguen las sombras la pondremos algo alejada de la escena.
- Modificaremos el tamaño de emisión de la luz en “area light parameters” e iremos
probando hasta tener la suavidad necesaria.
- A continuación vamos a “render setup – indirect illumination”, desactivamos el “final
gather” y activamos “global illumination”.
- Abrimos el control de exposición en “rendering - exposure control” y activamos el tipo
logarítmico. Marcamos “affect indirect only”, hacemos un previo del visor que
deseemos y corregimos brillo, contraste, etc... hasta conseguir una imagen correcta.
Debemos tener cuidado de no quemar las zonas que tienen luz directa.
- Recordar que si no sucede nada puede ser que la luz tenga desactivada la iluminación
indirecta. En este caso seleccionamos la luz y en sus parámetros vamos a “mental ray
indirect illumination”, donde activamos el cálculo automático y modificamos la energía
hasta que los previos salgan bien (en este caso tuve que subirla a 10000).
- También podemos aumentar la luminosidad de la luz rebotada subiendo su
multiplicador en “render setup – indirect illumination – global illumination”.
- Otra vez en el menú de iluminación global, ponemos un número de fotones (“average
GI photons per light”) pequeño pero que ofrezca un resultado suave. Lo demás lo
dejamos igual en principio.
- El primer ejemplo lleva 200 fotones y el segundo 2000. El segundo es suficientemente
suave pero el primero no.
- Vemos que aún hay círculos de luz visibles, pero el final gather los eliminará.
430931431.doc - 9
- El siguiente paso es activar el Final Gather y seleccionar uno de los presets que lleva.
Inicialmente seleccionaremos el más bajo “draft”.
- Nos aseguramos de que los rebotes (“bounces”) están a cero.
- Hacemos pruebas y cuando estemos satisfechos, podemos escoger un preset más
alto.
- El primer ejemplo es un render sólo con Final gather y el segundo combina Iluminación
global y Final gather. Es un render relativamente rápido.
- Para guardar el cálculo de Final gather, mirarlo en el tutorial de iluminación exterior con
Mental ray, algo más arriba.
- Para añadir algo más de realismo, pondremos una skylight en cualquier punto de la
escena.
- El render de la izquierda lleva sólo esta luz, mientras que el de la derecha combina las
dos que tenemos en la escena.
- Para iluminación desde el interior seguiríamos los mismos pasos. También podemos
combinar ambos tipos de luz.
430931431.doc - 10
 Render de oclusion:
- Para conseguir un render de oclusión crearemos un material de tipo Mental Ray y en la
casilla “Superficie” (“surface”) pondremos un mapa de ambiente/oclusión
(“ambient/reflective occlusion”).
- Luego vamos al panel de render, pestaña “Proceso” (“render setup – processing”),
marcamos “Sobreescribir material” (“material override – enable”) y arrastramos a la
casilla el material que hemos creado.
- Conviene desactivar el Final Gather y la Iluminación Global, así como el control de
exposición. También eliminaremos el mapa de entorno si lo hay y pondremos un fondo
de color blanco.
- Al renderizar tendremos una escena blanca con las sombras de oclusión en gris.
Tiene que ser casi todo blanco, así que posiblemente tengamos que ir al material que
habíamos creado y en el mapa de oclusión cambiar la distancia máxima hasta
conseguir el render deseado.
- Este render lo mezclamos con el render normal en Photoshop, con el modo de fusión
de capas “Multiplicar” y al 50 por ciento de opacidad.
- A la izquierda vemos el render sin oclusión, a la derecha únicamente la oclusión y
abajo la combinación de ambos.
430931431.doc - 11
430931431.doc - 12