martes, 20 de julio de 2010

Animación 3D, Luces: Iluminación con Texturas [Blogs experimentales] [Blender]


De forma similar a los objetos texturados, las fuentes de iluminación pueden cambiar el color de la luz que proyectan basándose en la aplicación de patrones de texturas.
El procedimiento para la asignación de los patrones de texturas a una fuente de luz no difiere del utilizado para un objeto, sin embargo su aplicación puede dar como resultado la obtención de efectos mucho más elaborados.
Para nuestro análisis crearemos una sencilla escena con los siguientes elementos:
  • Un plano con un material de color blanco
  • Tres cubos con los colores básicos (Rojo, Verde y Azul)
  • Dos fuentes de iluminación, una luz puntual y otra de tipo spot


Un primer renderizado nos daría una imagen similar a la siguiente:


La elección de los colores de los objetos no ha sido arbitraria; el suelo, blanco, deberá mostrar los colores originales del patrón elegido, mientras que los cubos, con los colores básicos, pueden mostrar el comportamiento en cada canal de color.

Para añadir texturas a un punto de iluminación deberemos seleccionar el que queremos modificar y entrar en el modo de edición de materiales. Una vez seleccionado dicho modo de trabajo, seleccionaremos el icono "Lamp Buttons" para poder añadir un nuevo material si es que no existe ya.


A continuación entraremos en el modo de edición de texturas de forma similar a lo realizado al añadir texturas a los objetos, mediante el correspondiente icono.

Para el caso de estudio que estamos desarrollando usaremos una textura de madera (Wood) que ya hemos usado anteriormente.

El patrón básico formado por bandas paralelas nos facilitará, dada su simplicidad, el análisis del resultado de cada modificación que realicemos en el sistema.

En la ventana de previsualización veremos activo el botón "Lamp" indicándo que nos encontramos modificando un punto de luz.
Volveremos a seleccionar la edición del material (del punto de iluminación) con el modo de trabajo asociado, para ello usaremos de nuevo el icono "Lamp Buttons"

La textura seleccionada puede modificarse para cambiar su forma de aplicación en varios aspectos:
  • Propiedades del color de la textura
  • Aplicación a la iluminación o sombra del objeto
  • Forma en que se mezclan la iluminación con los colores del objeto.
Para nuestro análisis hemos optado por elegir un color básico, rojo, manteniendo el resto de parámetros originales que vienen por defecto.
Si renderizamos la escena ( pulsando F12 ) veremos que sobre el objeto que tiene el mismo color que dicha textura (rojo) no se aprecia su efecto, aunque el objeto aumenta la intensidad del color sobre las zonas iluminadas por el punto de luz. 

El suelo blanco sin embargo se muestra coloreado con la textura aunque son suavizados al añadir la iluminación del segundo punto de luz; los objetos de otro color reflejaran una parte aumentando su iluminación de acuerdo con el patrón elegido.


Sombras texturadas

Las sombras arrojadas por los objetos se han comportado de forma idéntica a los casos de estudio con una luz convencional blanca. Simplemente se ha perdido intensidad de iluminación en las áreas afectadas, es decir, sobre las que incide directamente la luz.

El texturado de la luz puede afectar a la sombra que arroja al incidir sobre un objeto. Para activar este efecto de iluminación simplemente pulsaremos sobre el botón "Shadow" que se encuentra en la pestaña "Map to" referida anteriormente.


En el siguiente ejemplo se han activado tanto la aplicación de la textura a la iluminación, como al material. 

En la parte izquierda de la imagen se puede apreciar el efecto de "coloración" de la sombra de acuerdo a la textura aplicada. Para ver la imagen en detalle seleccionar con el ratón.



Por supuesto es posible texturar únicamente la sombran desactivando el botón "Col" en el mismo menú.


Se comportará en este caso el punto de luz, respecto de la iluminación directa sobre los objetos, como si no estuviera texturado, manteniendo la aplicación de la textura sobre las sombras de los objetos.



Texture Blending Mode

Uno de los aspectos más complejos de controlar es la forma en que la luz se mezcla con los colores de los objetos sobre los que incide.

Existen diferentes formas de "mezclar" los colores, afectando a los canales de color de los materiales. Eligiendo uno u otro modo veremos resultados muy diferentes que se basan en las reglas de operaciones con imágenes conocidas como Reglas de Porter-Duff, dentro del modelo o técnica de "Alpha compositing". 


Las diferentes opciones disponibles en el software Blender, se despliegan para su selección desde el anterior menú de configuración de la iluminación.


No entraremos de momento en detalle en el análisis de cada uno de estos modos de mezcla de imágenes, pero nos asomaremos visualmente mediante unos ejemplos a los más diferenciados. Se deja al lector como ejercicio básico la discusión comparativa de dichos ejemplos, como forma de introducción al tema.

  • Add



  • Color



  • Darken



  • Difference



  • Multiply




Finalmente usemos una textura con diferentes colores para ver el efecto de forma más elaborada.

Eliminaremos el punto de luz "omnidireccional" que se encuentra en la escena y mantendremos la de tipo "Spot". La intención es apreciar la aportación de iluminación de una luz de forma aislada, para poder observar en detalle su incidencia en la escena.

Una textura basada en los "diagramas de Voronoi" puede servir perfectamente para nuestros propósitos.

Editaremos la textura seleccionando cambiando la madera (Wood) empleada en los casos anteriores por la opción "Voronoi"
El resultado se presenta en la siguiente imagen en la que podemos observar el aporte que se produce sobre el suelo blanco en contraste con el efecto producido sobre las caras coloreadas, que parecen comportarse como si fueran filtros que sustraen las componentes de color; se muestran monocromáticas al reflejar únicamente el correspondiente color.



Enlaces Externos



2 comentarios:

eva dijo...

Que chulada de post!!es increíble lo q se puede hacer con la iluminación en el 3D. Yo no entiendo de esto y me parece tan complicado...así te das cuenta de lo difícil q es hacer una pequeña secuencia,del trabajo que hay detrás. Un saludo :)

joju dijo...

Hola eva, me alegro que te guste el post y valores el trabajo tan fascinante que puede ser hacer esas películas de animación que nos embelesan. Es un trabajo con una componente creativa muy fuerte pero con un trabajo técnico que no valoramos normalmente. Un comentario muy certero el tuyo. Gracias por dejarlo. Saludos!

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