Materiales: Propiedades de Material Standard, parte 1 (desde Ambient a Opacity)

Uno de los principales objetivos de un artista CG es emular el mundo real pero dentro de un mundo virtual 3D. Para poder lograr hacer esto. primero debemos comprender como la luz interactúa con los objetos que nos rodean. Debemos observar detenidamente los resaltes, colores, reflexiones de todas las cosas que estén en nuestro entorno y también fotografiar o escanear superficies de objetos para que después nos puedan servir de referencia o como una textura. Por ello, generar escenas de carácter fotorrealista dependerá más de cómo configuremos las luces y los materiales que de cómo modelemos los objetos. Una buena iluminación y texturas pueden mejorar enormemente un modelo mediocre y por el contrario, una pobre iluminación y texturas pueden arruinar por completo un excelente modelo.

En el mundo del 3D hay varias de técnicas de iluminación realística que varían dependiendo del programa que utilicemos, pero las principales son: Radiosity (radiosidad), Caustic (cáusticas), Photon map (mapa de fotones), LightTtracer (trazador de luz) y HDRI (High Dynamic Range Image). Todas estas caen dentro de una categoría general llamada Iluminación Indirecta, generalmente llamada GI o Global Ilumination. Todas estas técnicas dependerán del motor de render que usemos ya que por ejemplo, en 3DSMAX tenemos por defecto de un motor de render llamado escaneo de líneas o ”scanline” (Scanline Renderer) el cual podemos utilizar para generar GI mediante las técnicas de Radiosity y de Light Tracer. Alternativamente, tenemos el motor de render denominado Mental Ray con el cual podemos utilizar efectos cáusticos, mapeo de fotones y una gran variedad de efectos, ya que este motor de render cuenta con su propia librería de materiales shaders y mapas procedurales.

En esta segunda parte del tutorial sobre materiales veremos los parámetros generales de los shaders (canales) del Material Standard ya que este nos permitirá, gracias a sus estos, crear una gran variedad de materiales que incluso podremos utilizar en otros motores de render.

Propiedades generales del material Standard

Estos aparecen según el tipo de Shader que necesitemos pero la gran mayoría de estos comparten parámetros comunes. Por lo mismo, para este apunte ocuparemos los parámetros del shader Blinn ya que este es el Shader por defecto y, además, es uno de los más versátiles a la hora de crear materiales nuevos. El cuadro de parámetros es el de la imagen siguiente:

Sin embargo, en el cuadro también nos aparecen algunos iconos específicos que contienen ciertas funciones, algunas de las cuales las cuales se aplican a todas las propiedades de los materiales:

Como se ve en la imagen, el icono de la cadena del lado izquierdo enlazará o no los parámetros de Ambient con Diffuse y Diffuse con Specular, mientras que los cuadrados que están al lado de cada propiedad nos permitirán insertar un mapa o una textura simplemente haciendo clic en estos. Al insertarse el mapa en el parámetro, en algunos casos reemplazará la propiedad o la complementará y en el cuadro se apreciará la letra “M”, lo que indicará que el mapa y/o la textura está cargada. En el caso que ocupemos el editor de materiales de tipo Slate, estos serán equivalentes a los nodos:

Dentro del cuadro Basic Parameters encontraremos una serie de propiedades de materiales los cuales también son llamados Channels (canales), y cada uno de estos contiene una o más propiedades visuales del material las cuales nos definirán aspectos como el color, textura, transparencia, relieve o autoiluminación de este. Los canales principales del material Standard son los siguientes:

1- Ambient o color ambiente

Es el color que posee el material cuando este no está iluminado y por ello, este será visible si aplicamos una luz artificial al objeto. Si en el parámetro Rendering >> Environment >> Global Lightning >> Ambient el color es distinto del negro que viene por defecto, al aplicar esta opción se mezclarán ambos colores o texturas.

Aplicando Ambient en una box sin textura cargada, y su renderizado final.

Si cargamos un mapa en el canal Ambient, este aparecerá en las zonas que no sean iluminadas por la luz:

Aplicando Ambient en una box con una textura cargada, y su renderizado final.

2- Diffuse o color difuso

Es el color que posee el material cuando este está iluminado, y define el “color” o apariencia visual directa del material. Si le cargamos un mapa o textura, el color por defecto o que le asignemos en diffuse será reemplazado por esta.

Canal diffuse definido mediante color aleatorio.

Canal diffuse definido mediante la aplicación de una textura.

Render del ejemplo anterior.

3- Specular o color especular

Es el color que posee el material cuando los rayos de luz inciden en ángulo recto sobre su superficie, según la ley de reflexión. Para que este sea visible debemos activar Specular subiendo el valor de Specular Level, el cual se encuentra en el cuadro llamado Specular Highlights.

Ejemplo de cambio de color de Specular, en este caso a rojo.

Render del ejemplo anterior.

En este cuadro encontramos dos opciones: la primera es Specular Level y Glossiness, que definiremos más abajo. Si cargamos una textura dentro del canal Specular Color, esta reemplazará al color y abarcará las áreas definidas por Specular Level y Glossiness:

4- Self-Ilumination o Autoiluminación

Esta propiedad simula que el material está iluminado por dentro. Podemos activarlo de dos formas distintas: la primera es elevando el valor de Self-Ilumination y la segunda es activando la opción color, y eligiendo un color de base para lograr el efecto.

Efecto de autoiluminación activado mediante el valor de Self-Ilumination en 100, y render final.

Efecto de autoiluminación activado mediante la opción Color, y eligiendo el color amarillo, y render final.

Efecto de autoiluminación activado mediante el valor de Self-Ilumination en 100 junto con la carga de una textura, y render final.

5- Opacity u Opacidad

Controla la transparencia del material. El valor de 100 equivale a la máxima opacidad, pero si disminuimos este valor el material se hará cada vez más transparente. En el valor 0 el objeto es completamente transparente y por ello, no será visible en el render.

Si cargamos una textura en el canal Opacity, notaremos que las zonas en negro harán más transparente el objeto y las más blancas lo dejarán más opaco. Esto nos servirá para crear objetos tramados con espacios intermedios como por ejemplo, una reja.

En la siguiente parte de este apunte estudiaremos las propiedades que van desde Specular hasta Visualizer. Ir a la segunda parte.

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