Materiales: el material Global, parte 1 (Generic y Reflectivity)

Cuando modelamos elementos tridimensionales en AutoCAD, por defecto el objeto tendrá un color asignado el cual suele corresponder al color del layer, y nos sirve para visualizar nuestro sólido en la viewport y en el render. Sin embargo, este es un color de base el cual le quita realismo a lo que modelemos, ya que uno de los principales objetivos del modelado en 3D además de poder visualizar en “tres dimensiones” un objeto o un proyecto de Arquitectura, es justamente generar escenas de carácter “fotorrealista” o mejor dicho, el emular de la mejor forma posible los efectos atmosféricos, lumínicos, de texturas y otros de la realidad en nuestro modelo, para crear vistas creíbles y lo más reales posibles que puedan imprimirse y presentarse en una imagen 2D o en un video. 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 en varios casos, debemos fotografiar o escanear superficies de objetos que después nos puedan servir de referencia o como una futura textura.

Una de las aplicaciones más interesantes en AutoCAD son los llamados materiales. ¿Qué es un material específicamente?. Pues bien, un material es un conjunto de comandos y propiedades específicas que nos sirven para emular los efectos propios de la realidad y aplicarlos en nuestros modelos 3D. Sin embargo, antes de iniciarnos en la aplicación de materiales en AutoCAD, debemos entender el concepto de Renderizado o de Render: este proceso consiste en la generación de imágenes fotorrealistas a nuestros modelos 3D en bruto, para poder ser exportados por medio de un archivo de imagen o de video.

Para que esto sea posible, debemos seguir 3 pasos fundamentales los cuales son:

1.- Aplicar representaciones virtuales de materiales a los diferentes elementos de un modelo 3D.
2.- Generar la ambientación y los efectos atmosféricos necesarios que afectarán directamente al modelo: luces, fondo, niebla, sombras, etc.
3.- Generar el renderizado o “Render” definitivo, elegir la calidad de la imagen o video y el formato de salida de estos.

Aunque entender estos conceptos es relativamente fácil, en el proceso de materialización de elementos 3D se requiere de muchos ensayos y muchas horas de práctica para lograr aplicar de forma correcta los materiales, luces y efectos y así lograr resultados satisfactorios, convincentes y realistas. Por ejemplo, si queremos asignar un material de vidrio a una primitiva 3D redonda como por ejemplo un cilindro, debemos tomar en cuenta que este material tiene ciertas propiedades que deberán ser agregadas como por ejemplo su transparencia, para así lograr un buen efecto. Así como la transparencia, los materiales tienen muchas otras propiedades que nos permiten emular de la mejor forma posible un material de la realidad en el entorno 3D de AutoCAD.

En general, los materiales poseen las siguientes propiedades físicas que pueden ser representadas de forma visual en un modelo 3D de AutoCAD:

  • Color.
  • Textura.
  • Rugosidad.
  • Transparencia.
  • Reflexión.
  • Refracción.
  • Relieve.
  • Auto iluminación.
  • Etc.

Por razones obvias otras propiedades de los materiales como rigidez, resistencia, densidad, maleabilidad y flexibilidad no pueden ser representados en un modelo 3D de AutoCAD, ya que estos por definición son elementos de visualización.

En este apunte veremos el Material Global de AutoCAD. Material Global nos proporciona los siguientes parámetros o propiedades generales:

1.- Generic.2.- Reflectivity.

3.- Transparency.
4.- Cutouts.
5.- Self Illumination.
6.- Tint.

En este apunte estudiaremos las propiedades Generic y Reflectivity.

Propiedades Generales de los materiales (Material Global)

Como ya sabemos, los materiales se definen por una serie de propiedades físicas y visuales que le darán a nuestros modelos 3D un aspecto más realista. Las propiedades dependerán del tipo de material seleccionado. Por defecto y por razones obvias, en el programa no es posible modificar los materiales de la biblioteca de materiales de Autodesk (Autodesk Library), sin embargo se pueden utilizar como base para generar nuevos materiales. Si queremos crear materiales desde cero, AutoCAD dispone de un material genérico llamado Material Global, el cual nos permitirá crear prácticamente todos los materiales tipo y por ello es el más indicado para crear materiales propios o editarlo si algún material de la biblioteca de Autodesk no se ajusta a nuestro proyecto.

Los parámetros de propiedades disponibles cambian en función del tipo de material que se está creando o actualizando. Para invocar al Material Global, bastará ir al gestor de materiales y mediante doble clic lo editamos, para así ir a los parámetros de edición de este:

Material Global con todas sus propiedades desplegadas.

También podemos acceder al Material Global de AutoCAD si realizamos clic con el botón secundario sobre el material y seleccionando la opción edit:

Otras funciones de las que disponemos en este modo son:

  • Select Objects Applied To: selecciona en la Viewport los objetos a los que tengamos asignado el material. Por defecto, no funciona en el material Global.
  • Duplicate: duplica (copia) el material.
  • Rename: cambia el nombre a nuestro material, aunque en el material Global por defecto está desactivado.
  • Delete: permite borrar el material, aunque en el material Global por defecto está desactivado.
  • Add to: permite añadir el material a nuestros favoritos (Favorites), Active Tool Palette o alguna carpeta personalizada.
  • Purge All Unused: purga en el panel del usuario todos los materiales que no estemos usando en nuestros objetos.

En el editor de Material Global podremos ver las diferentes propiedades y parámetros de nuestro material para poder crearlo, visualizarlo o editarlo. Por ello, debemos conocer en profundidad cómo este editor funciona: lo primero que veremos en este es la vista previa del material aplicado en un objeto predefinido, que en este caso es llamado Object. Podemos seleccionar la flecha del lado derecho del material, la cual nos asignará varias funciones respecto a la visualización de este:

Las funciones de visualización son Scene, Environment y Render Settings.

  • Scene: permite elegir el tipo de objeto en el que se desplegará nuestro material. Por defecto el Material Global se previsualiza en Object, pero mediante esta opción podremos elegir otras formas como un cubo, cilindro, vaso, muro u otro tipo de objetos.

  • Environment: permite elegir el tipo de envolvente atmosférico en el que será visible nuestro material en la previsualización. Por defecto el Material Global es Grid Light (luz de rejilla), pero mediante esta opción podremos elegir otros envolventes como como Plaza, Snowfield (campo nevado) y Warm Light (luz cálida).

  • Render Settings: permite elegir la calidad del render en la que será visible nuestro material en la previsualización. Por defecto su calidad es Quick (rápida), pero mediante esta opción podremos elegir otras calidades como Draft (borrador) y Production (producción, la más alta calidad).

Luego, tenemos diversas flechas con las propiedades ya mencionadas como Generic o Transparency y si las presionamos, podremos visualizar o no los parámetros de edición de estas. Un aspecto importante de mencionar es que estas al ser propiedades generales, poseen varias subpropiedades y además, estas podrán habilitarse o no mediante el cuadrado del lado de la flecha. Esto activará o desactivará esa propiedad en específico para nuestro material.

En el ejemplo se ha activado la propiedad Reflectivity y apreciamos el impacto de este en la vista previa del Material Global.

El Material Global nos proporciona los siguientes parámetros o propiedades generales:

1.- Generic.
2.- Reflectivity.
3.- Transparency.
4.- Cutouts.
5.- Self Illumination.
6.- Tint.

Finalmente, otro aspecto importante de destacar en el Material Global es que si bien al renderizar y no materializar los objetos se tomará como base para el render el color de su layer, al modificar el Material Global de inmediato este afectará a todos los objetos independiente del layer que tengan asignado, ya que Global es el material base de “todos” los objetos que no tengan asignado un material de manera independiente.

Material Global con todos los objetos en el layer 0 (por defecto).

Material Global con todos los objetos en un layer específico.

Material Global con una textura cargada y todos los objetos en un layer específico, donde notamos que todos se cargan con la misma textura independientemente de su layer (a menos que utilicemos Attach by Layer).

Por esto mismo, se recomienda que antes de proceder a la creación de un material propio realicemos una copia de Material Global, a fin que lo podemos renombrar como el material que queramos y que además sea independiente de este, para que no afecte a todos los objetos por defecto.

Propiedades de Material Global

Las propiedades más importantes del editor del Material Global son:

1.- Generic

Este es el parámetro más importante y el único que no puede ser desactivado, puesto que nos define el color y/o el aspecto exterior (textura) de un material. Sus parámetros son:

  • Color: todo material tiene un color base y por defecto, el Material Global nos indica el color “By Object” (color por objeto o layer). Sin embargo, si cliqueamos en la flecha del lado derecho podremos cambiar este parámetro a un color personalizado, el cual afectará a todos los objetos que tengan aplicado el material.

Aplicación de un color personalizado en Generic, donde notamos que este afecta a todos los objetos por igual ya que es el Material Global.

Render del color seleccionado, en una composición 3D.

Debemos mencionar que el color de un material en un objeto es distinto en diferentes zonas de éste. Por ejemplo, si miramos una esfera de color naranjo, el color no es uniforme en ella sino que más bien, las zonas más lejanas de la luz tendrán un tono más oscuro mientras que las más cercanas a esta tendrán tonos más claros. Incluso, si la esfera es muy brillante, la zona de mayor reflejo tiende a parecer de color blanco.

  • Image (o mapas procedurales): controla el mapa de color difuso base del material. El color difuso o también llamado “diffuse” es el color que un objeto refleja cuando es iluminado por la luz directa (diurna) o la luz artificial. Por ello, en este parámetro podremos agregar una imagen a fin que esta actúe como “textura” determinada para hacer más realista y creíble nuestro material. Para poder elegir una imagen a insertar simplemente hacemos doble clic en el área blanca del parámetro image.

Aplicación de una textura en Generic.Render de la textura ya cargada, en una composición 3D.

Si ya tenemos una imagen asignada, podemos cambiarla simplemente cliqueando en el nombre de esta. Ahora bien, si hacemos clic en la flecha del lado derecho, podremos cambiar este parámetro a varios tipos de mapas y texturas el cual afectará a todos los objetos que tengan aplicado el material. También podremos editar o eliminar la imagen que hemos asignado, ya que se activan los parámetros Edit Image y Remove Image.

En el ejemplo se ha aplicado el Mapa Procedural Checker.

Los mapas complementarios a Image se denominan Mapas Procedurales, los cuales pueden ser bidimensionales o también en 3 dimensiones y que se pueden insertar de la misma manera que una imagen en el material. En sus apuntes respectivos nos referimos a estos en particular. Finalmente, es importante considerar que el color que apliquemos en nuestro material mediante la opción Color (Color o Color By Object) siempre será independiente de la imagen o textura que carguemos.

  • Image Fade: controla el nivel de transparencia de la imagen, lo que repercutirá en el mezclado entre el color base y la imagen o textura y, por ende, sólo funciona cuando esta se carga. Los valores de Fade van desde 0% (totalmente transparente) a 100% (sin transparencia).

En concordancia con lo anterior, mientras más bajo sea el valor de Fade más clara o transparente se verá la imagen en el objeto, y viceversa.En los ejemplos se ha aplicado Fade en 50% en Color By Object y Color respectivamente.Render de ambos ejemplos.

  • Glossiness: se refiere al “lustre” o el brillo generado por el reflejo de la luz en el color o la textura, y se utiliza para simular una una superficie lustrosa en la cual la zona de máximo reflejo de la luz en el material es pequeña y su color especular es muy claro, e incluso llegando a blanco. En cambio, si el material es menos brillante el reflejo es más grande y, por ello, el color tiende a ser más cercano al del material original. Por esto mismo, esta opción controla el tamaño de las manchas o zonas de brillo del material, y sólo funciona si tenemos la propiedad Reflectivity activada.

Los valores de Glossiness van desde 0 a 100.

Renders de ejemplo de aplicación de Glossiness en una composición 3D. En la primera imagen se ha aplicado el valor 20 mientras que en la segunda, el valor de Glossiness es 90. En ambos casos se ha activado la propiedad Reflectivity.

En esta propiedad también podremos cargar imágenes y/o mapas procedurales para generar el efecto si presionamos la flecha del lado de Glossiness, tal como se aprecia en las imágenes:

Pasos y Render de ejemplo de aplicación de Glossiness en una composición 3D. Se ha cargado una imagen en la opción, y vemos el efecto en la viewport junto al render resultante. En este caso, se ha activado la propiedad Reflectivity para apreciar el efecto final en el render.

Si queremos deshabilitar la carga de imágenes desde Glossiness, iremos nuevamente a la flecha y una vez allí elegiremos la opción Slider.

  • Highlights: mediante esta opción podemos controlar el modo de dispersar los resaltes especulares en el material, y pueden ser de forma metalizada (Metallic) o no metalizada (Non-Metallic). Por defecto, se activa la opción Non-Metallic.

Los resaltes de tipo Metallic dispersan la luz de acuerdo con el ángulo de esta en el objeto (anisotrópico) y son del color del material. En cambio, los resaltes de tipo Non-Metallic son del color de la luz que se refleja en el material.

Renders de ejemplo de aplicación de Highlights en una composición 3D. En la primera imagen se ha aplicado el resalte tipo Metallic, mientras que en la segunda el resalte es Non-Metallic. En ambos casos se ha activado la propiedad Reflectivity.

2.- Reflectivity

En este parámetro aplicamos y medimos los valores de reflexión del material. La reflexión se define como el rebote o cambio de dirección y sentido de la luz en la superficie de un objeto. Esto genera un reflejo el cual puede ser parcial o casi absoluto, como por ejemplo en el caso de un espejo. Esta propiedad es ideal para simular efectos de vidriado o cristal.

El control Direct nos define el nivel de reflejo en las superficies. Los valores de esta fluctúan entre 0 (sin reflexión) y 100 (reflexión máxima, similar a un espejo).

Renders de ejemplo de aplicación de Reflectivity Direct en una composición 3D. En la primera imagen su valor es 20, mientras que en la segunda su valor es de 100. En ambos casos la opción Oblique está en 0.

El control Oblique nos define la intensidad del resalte especular en las superficies. Los valores de estas fluctúan entre 0 (sin resalte) y 100 (resalte especular máximo).

Renders de ejemplo de aplicación de Reflectivity Oblique en una composición 3D. En la primera imagen su valor es 20, mientras que en la segunda su valor es de 100. En ambos casos la opción Direct está en 0.

En esta propiedad también podremos cargar imágenes y/o mapas procedurales para generar la reflexión, si presionamos la flecha del lado de las opciones Direct y/u Oblique. En este caso, para que los mapas de reflexión funcionen bien, el material debe ser brillante y la propia imagen de reflexión debe tener una resolución alta (al menos 512 x 480 píxeles).

Renders de ejemplo de aplicación de Reflectivity Image en una composición 3D. Se ha cargado una imagen en Direct y Oblique, y vemos el efecto en la viewport junto al render resultante. El valor de Glossiness es 90.

Si queremos deshabilitar la carga de imágenes desde Reflectivity, iremos nuevamente a la flecha y una vez allí elegiremos la opción Slider.

En la siguiente parte de este apunte, estudiaremos las propiedades Transparency y Cutouts. Mediante este enlace podemos ir a la segunda parte de este apunte: ir a la parte 2.

Deje un comentario en este artículo