Sugerencias y técnicas para dominar la iluminación 3D en CGI

Aprende sobre la iluminación 3D y cómo crear diferentes condiciones de luz que pueden alterar por completo una escena generada por ordenador y la forma en que los objetos se ven en ella.

Percibimos el mundo que nos rodea usando nuestros sentidos: escuchamos, sentimos, olemos, vemos. Podemos ver porque nuestros ojos están recogiendo información traída a nosotros por partículas elementales llamadas fotones. El cerebro procesa esta información para producir una imagen. Lo que interpretamos como color de objeto, brillo, translucidez o cualidades metálicas son todos productos de la interacción entre los fotones y la superficie del objeto.

La mecánica de la luz en una escena 3D generada por ordenador sigue el mismo principio natural de la dispersión de fotones, a través de un proceso llamado trazado de rayos. Los rayos rebotan en las formas e interactúan con sus materiales, lo que define de manera efectiva cómo aparecen los objetos en la imagen final. Las luces exponen la dimensionalidad de cualquier cosa que exista en una escena 3D.

Algunos materiales son más sensibles a las condiciones de iluminación que otros. Tomemos los metales por ejemplo: un objeto cromado es básicamente un reflejo de todo lo que lo rodea. Si se mueve una luz, se vuelve más brillante o más grande, toda esa información es visible directamente en la superficie cromada con detalles casi similares a los de un espejo, por lo que puede parecer completamente diferente de una condición de luz a la otra.

Escena en 3D de un coche en un aparcamiento con un cartel de neón en la pared. La iluminación cambia de la luz del día a un LED de neón que emana de la señal

Cómo trabajar con luces 3D para crear representaciones 3D eficaces

El proceso de creación de una representación 3D nunca es exactamente el mismo, pero estos son los pasos más comunes:

  1. Creación o adquisición de objetos
  2. Montaje de escenas
  3. Encuadra la escena
  4. Iluminación
  5. Creación o asignación de materiales
  6. Renderizado

Al llegar a la fase de iluminación, es ideal configurar las luces antes de trabajar en los materiales. Para ello, puede asignar un material gris neutro y mate a toda la escena. De este modo, podrás ver y comprender mejor cómo las luces afectan a las siluetas de los objetos en la escena. Una vez terminados los materiales, es posible que la iluminación necesite un mayor refinamiento.

Comparación de renderizado de sala de estar CGI con material mate gris neutro a la izquierda en comparación con materiales acabados a la derecha

Es mejor trabajar en las luces de una en una. La luz activa debe ser la única visible en la escena, mientras que las demás luces deben apagarse temporalmente. De esta manera, podrás ver cómo una luz específica influye en la escena y cambiarla trabajando en sus propiedades, como la posición, la dirección, la intensidad, etc.

Ejemplo de 3 luces que iluminan un modelo de coche 3D individualmente y todas ellas trabajan juntas

Otro truco útil es crear una esfera con un material metálico brillante (un cromo o un espejo). Esta "bola de espejo" reflejará de manera efectiva toda la escena a su alrededor, para que puedas determinar fácilmente la posición, dirección o tamaño de la luz. En el caso de las luces ambientales, podrás ver su reflejo en la bola de espejo, lo que ayudará a configurar su orientación en el espacio.

Uso de una bola de espejo (esfera con textura metálica) para ver y orientar la luz ambiental en una escena 3D

Tipos de luces en el Adobe Dimension

Luces ambientales

Las luces de ambiente son imágenes equirrectangulares (esféricas) que se envuelven alrededor de toda la escena. Como su nombre indica, estas luces sirven para emular todo el entorno, incluidas las fuentes de luz que se almacenan en ellas.

Ejemplos de luces de ambiente hechas de fotos, una escena de estudio 3D y una escena 3D abstracta

Cuando se crea una escena nueva en Dimension, se creará una luz de ambiente predeterminada para usted. Es por esto que usted es inmediatamente capaz de ver cualquier cosa en la escena. Adobe Dimension Los Activos de inicio incluyen un determinado número de luces de entorno, que puede probar de inmediato. Además, Adobe Stock ofrece una selección enorme y seleccionada de luces de ambiente.

Las luces ambientales producen resultados muy realistas y pueden ahorrarle mucho tiempo. Para conseguir algo similar manualmente, tendrías que crear todo el entorno en 3D (incluidas varias fuentes de luz), lo que supone una cantidad considerable de trabajo.

Ejemplo de una escena en la que se ha montado todo el conjunto (incluidas las luces) en 3D, para lograr resultados similares a los de un estudio

Hay muchas formas de crear luces de ambiente, incluidas la captura de una escena 3D, de una fotografía y el uso de sistemas paramétricos. Si la luz del entorno se crea a partir de una escena 3D, el proceso es sencillo. La imagen de salida debe ser de 32 bits, lo que capturará la información de luz de todas las luces de la escena. La cámara 3D necesita utilizar la proyección equirrectangular (para generar una imagen esférica).

Ejemplo de una escena iluminada por una luz de ambiente de un estudio 3D

La luz de un entorno de estudio en 3D se crea representando una escena en 3D de un estudio en una imagen equirrectangular de 32 bits

También puedes crear luces de ambiente capturando fotografías del mundo real. Para este flujo de trabajo, se necesita una cámara 360 (p. ej., Ricoh Theta Z1). A continuación, la cámara se utiliza para encuadernar la exposición, o para realizar varias tomas del mismo entorno, tomadas con un rango de valores de exposición diferentes (desde subexposición hasta sobreexposición). Estas tomas se utilizan para construir imágenes de 32 bits, a menudo denominadas HDR (abreviatura de High Dynamic Range). Una forma de montar una imagen de este tipo es con la función Combinar para HDR en Photoshop. El rango de exposición incrustado se convertirá en la propiedad de intensidad.

Ejemplo de una escena 3D iluminada por una luz de entorno fotográfica

La luz del entorno fotográfico se crea utilizando horquillas de exposición y Combinar para HDR Pro en Photoshop

En ambos casos, las fuentes de luz (y sus intensidades) se "cubren" en estas imágenes y emitirán la luz una vez que se utilicen en Dimension.

Con estos métodos, has capturado toda la iluminación, los reflejos y los detalles que necesitas, pero las aplicaciones 3D te permiten seguir editándolos en el espacio 3D, para que puedas ajustar la rotación de la iluminación, así como cambiar la intensidad y el color generales.

Manipulación de la intensidad y la orientación de una luz ambiental en una escena 3D

Luces direccionales

Además de las luces de ambiente, que emiten luz desde 360 grados, también hay luces direccionales, que emiten luz desde una sola dirección. Se utilizan para emular linternas y otros tipos de luces procedentes de un emisor bien definido, y pueden tener la forma de un círculo o un cuadrado.

El uso de luces direccionales ofrece un control total sobre la configuración de la iluminación. Iluminar la escena con estas luces se hace de la misma manera que en la fotografía tradicional, donde cada luz se puede controlar de forma independiente, lo que le permite crear su propia iluminación fotográfica virtual. Uno de los ajustes de iluminación más utilizados es el sistema de iluminación de 3 puntos.

Dimension Tiene una acción cómoda, Apuntar luz en el punto, que permite controlar la rotación y la altura haciendo clic y arrastrando sobre un objeto 3D. De esta manera, puedes dirigir dinámicamente los rayos de luz. Estos parámetros también se pueden ajustar manualmente.

Puedes cambiar el color y la intensidad de las luces direccionales, así como ajustar la forma de la fuente de luz: hacerla circular o rectangular, estirarla o agrandarla. Por último, puede suavizar los bordes de la fuente de luz.

Modificación de la forma de una luz direccional en Adobe Dimension

Si se reduce el tamaño de la fuente de luz respecto al objeto, las sombras serán más nítidas, con un contorno más nítido, ya que los rayos no pueden pasar sobre el objeto iluminado. Las fuentes de luz más grandes producen sombras más suaves, porque en este caso los rayos proceden de todos los lados del objeto (marcados como rojos en la ilustración siguiente), lo que crea un conjunto de sombras. Estas sombras se suavizan por los rayos que vienen de la dirección opuesta.

Diagrama que ilustra el efecto que tienen la intensidad, la dirección y el tamaño de la iluminación en la forma en que se ilumina un objeto 3D y en la sombra que proyecta

Ejemplo de cómo el tamaño de una luz 3D afecta a la suavidad de sombra proyectada por un modelo de coche CGI

Sol y cielo

La luz solar es un tipo especial de luz direccional. El proceso de ajuste es muy similar a una luz direccional regular, sin embargo, esta luz cambiará automáticamente el color con la altura; cuando está cerca del horizonte (valores de ángulo de baja altura), gradualmente se volverá más cálido para simular la puesta de sol. El color también se puede cambiar mediante ajustes preestablecidos. Mientras tanto, la nubosidad afectará a la suavidad de la sombra.

Manipulación de las propiedades de iluminación para la iluminación solar en un modelo de coche en 3D en Adobe Dimension

Una escena en 3D en la luna donde la única fuente de iluminación es la luz solar

Podemos emular el cielo usando luces de ambiente, y cualquier luz de ambiente que presente el cielo puede ser utilizada. Ahora, tenemos que alinear la luz solar (hecha en Dimension) con el Sol, capturado en la luz ambiental. Una forma rápida de hacerlo es crear una esfera y asignarle un material metálico; esto nos proporcionará reflejos del entorno en tiempo real, para que podamos usar la luz Aim en el punto para alinear la luz solar con el Sol.

Si la luz ambiental presenta un cielo nublado, la propiedad nubosidad se puede utilizar para que coincida más con estas condiciones.

Manipulación de las propiedades de nubosidad para la iluminación del entorno del cielo en un modelo de coche en 3D en Adobe Dimension

Una vez que la luz del sol y la del entorno del cielo estén emparejadas, puede girarlas juntas mediante la propiedad Rotación global.

Luces basadas en objetos

Los objetos se pueden convertir en fuentes de luz activando la propiedad Resplandor para sus materiales. De esta manera, es posible crear objetos como bombillas, luces de neón, softbox y todo tipo de pantallas y pantallas.

El beneficio clave de utilizar este tipo de iluminación es la caída de intensidad, que produce resultados muy naturales. Esto resulta muy útil para la visualización de productos u otras escenas basadas en estudios.

Fuente de luz que tiene una difuminación (una placa brillante) VS una fuente de luz infinita (una luz direccional)

Puede controlar la suavidad de las sombras escalando el objeto que brilla hacia arriba o hacia abajo con la herramienta de transformación. Al hacerlo más grande, también aumentará la intensidad de la luz.

Al cambiar el tamaño de la luz del objeto, aumentará la cantidad de luz y se suavizarán las sombras

A diferencia de los tipos de luces anteriores que hemos cubierto, estas luces también pueden utilizar texturas, además de colores lisos. Las texturas se pueden fijar al color base de sus materiales, y la intensidad de la luz se controla mediante un regulador de resplandor.

Aplicación de una textura a la luz de un objeto para iluminar un modelo de coche 3D

Ejemplos de iluminación 3D eficaz

Iluminación de productos

Ejemplo de 3 luces (llavero, llenado y llanta) que iluminan un modelo de auriculares 3d individualmente y todas ellas funcionan juntas

Existen muchas técnicas fotográficas para configurar la luz de una foto de producto. Utilizaremos una de las configuraciones más utilizadas, que es el sistema de luz de 3 puntos.

Esta configuración consta de tres luces:

  1. Luz clave: se utiliza como fuente principal y brilla aproximadamente desde la dirección de la cámara

    Ejemplo de una luz clave que ilumina un modelo de auriculares 3D

  2. Luz de llanta: orientada en el lado opuesto a la tecla, se utiliza para exponer la silueta del sujeto.

    Ejemplo de una luz de llanta que ilumina un modelo de auriculares en 3D

  3. Luz de relleno: menos intensivo y que sirve para rellenar las áreas más oscuras, esto se utiliza para las áreas que las dos luces anteriores no alcanzan.

    Ejemplo de luz de relleno que ilumina un modelo de auriculares 3D

Hay dos formas de crear la iluminación de 3 puntos en Dimension - mediante luces direccionales (añadiéndolas individualmente a la escena o utilizando un ajuste preestablecido de luz de 3 puntos) o mediante objetos brillantes.

Ejemplo de una configuración de luz de 3 puntos en una escena 3D

Un softbox de una configuración de iluminación 3D se deconstruye en un marco, lámparas y pantalla

Luz creativa

Ilustración en 3D titulada por Pipe Dreams de Vladimir Petkovic

La iluminación creativa se utiliza cuando la precisión física no es el objetivo principal. Esto incluye escenas abstractas y surrealistas de todo tipo, por lo que no hay límites reales donde nuestras imaginaciones nos puedan llevar.

En el ejemplo anterior, la idea era retratar un ambiente onírico: dulces, colores pastel y superficies lisas. El sistema de iluminación se compone de tres placas brillantes (dos a un lado y la principal que brilla desde la parte inferior). Todas las planchas brillantes son poco realistas y grandes, lo que crea sombras e iluminaciones muy suaves. Las fuentes de luz son coloreadas y ese color se transfiere al material asignado a los objetos en la escena.

El sujeto de la escena (tuberías) está completamente rodeado por la geometría de las paredes. Esto hará que los rayos de luz reboten de un lado a otro y se mezclen de maneras interesantes. Jugar con tonos fríos FRENTE a cálidos a menudo produce un contraste agradable (esta técnica se utiliza a veces en la fotografía de retratos).

Ilustración que muestra la configuración de iluminación 3D para Pipe Dreams de Vladimir Petkovic

Visualización de interiores

Escena interior en 3D de una sala de estar

La creación de una visualización de un interior 3D sigue un cierto conjunto de reglas, que casi siempre garantizan buenos resultados. Para este caso de uso, solo tendremos en cuenta la luz natural (no fuentes artificiales, como las lámparas).

En primer lugar, una escena como esta debe encontrarse en un entorno cerrado. Al igual que en la vida real, el interior necesitará paredes, suelo, techo y ventanas. Esto asegurará que la luz pase a través de las ventanas y luego rebote (a través de un proceso llamado trazado de rayos). Este comportamiento produce una iluminación muy natural (por ejemplo, las áreas ocluidas, como las esquinas, serán más oscuras).

Como la escena está casi completamente rodeada de geometría arquitectónica, veremos muy poca iluminación y casi ningún reflejo proveniente de la luz del Entorno. Sin embargo, en este caso, estamos construyendo nuestro propio entorno, que es el interior mismo. Por lo tanto, la luz reaccionará con los objetos de la escena rebotando en ellos y en las paredes circundantes. Los objetos se reflejarán unos a otros y las paredes que los rodean. Sin embargo, es una buena idea añadir una luz de ambiente, que presente el cielo. Esto añadirá un relleno azul difuso.

La forma más fácil de ajustar esta luz es usando planos con materiales brillantes. En este caso de uso tenemos tres planos, que cubren todas las aberturas en el interior.

Ilustración que muestra cómo se colocan las luces de incrustación y relleno en el interior de una sala de estar en 3D para iluminar la escena

La intensidad de la luz se controla mediante la propiedad de resplandor de los materiales de los planos. Puedes añadir un color o incluso una textura, que se pueden utilizar para proyectar sombras interesantes. El uso de materiales de resplandor también proporcionará la difuminación de intensidad de luz, que es bastante importante para la iluminación interior.

Ejemplo de luz de ambiente, luz de ambiente y clave, y luces de ambiente, clave y relleno que iluminan una escena de una sala de estar en 3D

Iluminación exterior

Escena de un tocón de un árbol en un suelo forestal, entrelazado con alambres CGI y cintas iluminadas con iluminación 3D al aire libre

La creación de iluminación exterior es bastante sencilla y se reduce al uso de un sistema de luz solar y de cielo (ver arriba). Es importante hacer coincidir la luz solar correctamente con la luz ambiental del cielo, prestando atención tanto a la orientación como al valor de nubosidad.

La escena en sí juega un papel importante en esto. Para obtener resultados atractivos, utiliza los objetos de tu escena como catalizadores que interactúan con la luz. En el renderizado de bosque mostrado arriba, los objetos (varias plantas, troncos y árboles) se colocan uno cerca del otro.

Los objetos de una escena de bosque 3D indican cómo interactuará la luz con el entorno

Esto significa que habrá muchas interacciones complejas de trazado de rayos, a medida que la luz rebota entre los objetos. Los puntos sombreados aparecerán oscuros (como se esperaba), mientras que las áreas expuestas permanecerán brillantes.

Uso de la rotación global en Adobe Dimension para reorientar el sistema de luz solar y de cielo en una escena 3D

Espero que este resumen ilustre la importancia de dominar las luces 3D en diversas situaciones. Usted debe estar listo para comenzar a producir resultados más convincentes.

¡Feliz iluminación! Descargue el última versión del Dimension hoy.

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