Consejos y técnicas para dominar la iluminación 3D en las imágenes generadas por ordenador (CGI)

Percibimos el mundo que nos rodea usando nuestros sentidos: oímos, sentimos, olemos y vemos. Podemos ver porque nuestros ojos están recopilando información que nos llega por partículas elementales llamadas fotones. Nuestro cerebro procesa esta información para producir una imagen. Lo que interpretamos como el color, el brillo, la translucidez o las cualidades metálicas de un objeto es el producto 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 dispersión de fotones, a través de un proceso denominado trazado de rayos. Los rayos rebotan sobre formas e interactúan con sus materiales, definiendo de forma 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. Piense en los metales, por ejemplo: un objeto cromado refleja básicamente todo lo que lo rodea. Si una luz se mueve o se vuelve más brillante o más grande, toda esa información es visible directamente en la superficie cromada con un nivel de detalle similar al de un espejo, por lo que puede parecer completamente diferente en una condición de luz y en otra.

El proceso de creación de un renderizado 3D nunca es exactamente el mismo, pero estos son los pasos más habituales:

1. Creación o adquisición de un objeto 
2. Montaje de la escena
3. Encuadre de la escena
4. Iluminación 
5. Creación o asignación de material
6. Procesamiento

Cuando llega a la fase de iluminación, lo ideal es 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, podrá ver y entender mejor cómo afectan las luces a las siluetas de los objetos de la escena. Una vez que haya finalizado con los materiales, es posible que sea necesario perfeccionar la iluminación.

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

Otro truco útil consiste en crear una esfera con un material metálico brillante (con la superficie cromada o de espejo). Esta “bola de espejo” reflejará de forma efectiva toda la escena que la rodea, de modo que podrá determinar fácilmente la posición, la dirección o el tamaño de la luz. En el caso de las luces de ambiente, podrá ver su reflejo en la bola de espejo, lo que le ayudará a configurar su orientación en el espacio.

Tipos de luces en Adobe Dimension

Luces de ambiente

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

Al crear una nueva escena en Dimension, se creará una luz de ambiente predeterminada. Este es el motivo por el que puede ver inmediatamente cualquier cosa en la escena. Entre los activos de introducción de Adobe Dimension se incluye un cierto número de luces de ambiente, que puede probar de inmediato. Además, Adobe Stock ofrece una amplia selección de luces de ambiente seleccionadas.

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

Existen muchas formas de crear luces de ambiente, como capturarlas a partir de una escena 3D o una fotografía, y utilizar sistemas paramétricos. Si la luz de ambiente se obtiene 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 equirectangular (para generar una imagen esférica).

También puede crear luces de ambiente capturando fotografías del mundo real. Para este flujo de trabajo, se necesita una cámara de 360° (por ejemplo, la Ricoh Theta Z1). A continuación, la cámara se utiliza para el horquillado de exposición, o bien para capturar varias fotografías del mismo entorno hechas con una gama de valores de exposición diferentes (de subexpuestas a sobreexpuestas). Estas fotografías se utilizan para crear imágenes de 32 bits, a menudo denominadas imágenes HDR (abreviatura de “High Dynamic Range”, alto rango dinámico). 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.

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

En estos métodos ha capturado toda la iluminación, los reflejos y los detalles que necesita, pero las aplicaciones 3D le permiten seguir editando estos elementos en el espacio 3D para que pueda ajustar la rotación de la iluminación y cambiar la intensidad y el color generales.

Luces direccionales

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

El uso de luces direccionales ofrece un control total sobre la configuración de la iluminación. La iluminación de la escena con estas luces se realiza 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. Una de las configuraciones de iluminación más utilizadas es el sistema de iluminación de 3 puntos.

Dimension dispone de una acción práctica, Apuntar la luz hacia un punto, que le permite controlar la rotación y la altura simplemente haciendo clic y arrastrando sobre un objeto 3D. De esta forma, puede dirigir dinámicamente los rayos de luz. Estos parámetros también se pueden ajustar manualmente.

Puede cambiar el color y la intensidad de las luces direccionales, así como ajustar la forma de la fuente de luz: hacer que sea circular o rectangular, estirarla o ampliarla. Por último, puede suavizar los bordes de la fuente de luz.

Si reduce el tamaño de la fuente de luz para que sea más pequeña que el objeto, las sombras serán más nítidas y tendrán un contorno más nítido, ya que los rayos no pueden traspasar el objeto iluminado. Las fuentes de luz más grandes producen sombras más suaves, ya que en este caso los rayos provienen de todos los lados del objeto (marcado en rojo en la ilustración siguiente), lo que crea una gama de sombras. Estas sombras se suavizan con los rayos que provienen de la dirección opuesta.

Sol y cielo

La luz solar es un tipo especial de luz direccional. El proceso de configuración es muy similar al de una luz direccional regular, aunque esta luz cambiará automáticamente el color con la altura; cuando se encuentra cerca del horizonte (valores de ángulo de baja altura), se irá calentando gradualmente para simular la puesta de sol. El color también se puede cambiar mediante ajustes preestablecidos. Mientras tanto, la opacidad afectará a la suavidad de la sombra.

En la vida real, la luz solar suele ir de la mano del cielo, que es una fuente de luz gigante y difusa. La única excepción sería un lugar sin atmósfera, como la luna.

Podemos emular el cielo usando luces de ambiente, y se puede utilizar cualquier luz de ambiente que presente el cielo. Ahora, tenemos que alinear la luz solar (creada en Dimension) con el sol, capturado en la luz de ambiente. Una forma rápida de hacerlo es crear una esfera y asignarle un material metálico; esto nos proporcionará reflejos en tiempo real del entorno para que podamos utilizar la opción Apuntar la luz hacia un punto y alinear así la luz solar con el sol. 

Si la luz de ambiente tiene un cielo nublado, se puede utilizar la propiedad de opacidad para que coincida de forma más perfecta con estas condiciones.

Una vez emparejadas la luz solar y la luz de ambiente del cielo, puede rotarlas 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 este modo, es posible crear objetos como bombillas, luces de neón, focos de estudio y todo tipo de pantallas y monitores.

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

Puede controlar el suavizado de las sombras aumentando o reduciendo la escala del objeto resplandeciente con la herramienta de transformación. Al aumentar el tamaño, también aumentará la intensidad de la luz.

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

Ejemplos de iluminación 3D efectiva

Iluminación del producto

Hay muchas técnicas fotográficas para configurar la luz de la fotografía de un producto. Usaremos una de las configuraciones más utilizadas, que es el sistema de iluminación de 3 puntos.

Esta configuración consta de tres luces: 

1. Luz en clave: se utiliza como origen principal, e ilumina aproximadamente desde la dirección de la cámara.

2. Luz de borde: orientada al otro lado de la luz en clave, y se utiliza para exponer la silueta del sujeto.

3. Luz de relleno: es menos intensa y sirve para rellenar áreas más oscuras, y se utiliza para áreas a las que no llegan las dos luces anteriores.

Existen 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 iluminación de 3 puntos), o bien mediante objetos resplandecientes.

Iluminación creativa

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 para nuestra imaginación.

En el ejemplo anterior, la idea era retratar un ambiente de ensueño: caramelos, colores pastel y superficies suaves. El sistema de iluminación se compone de tres placas resplandecientes (dos en los laterales y la principal, que resplandece desde la parte inferior). Todas las placas resplandecientes son surrealistamente grandes, lo que crea sombras e iluminaciones muy suaves. Las fuentes de luz se colorean, y ese color se transfiere al material asignado a los objetos de la escena.

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

Visualización interior

La creación de una visualización de un interior 3D sigue un determinado conjunto de reglas que casi siempre garantiza buenos resultados. En este caso, solo se trabajará con la luz natural (sin fuentes artificiales, como las lámparas).

En primer lugar, una escena como esta debe estar en un entorno cerrado. Al igual que en la vida real, el interior necesitará paredes, suelo, techo y ventanas. Esto garantiza que la luz entra a través de las ventanas y luego rebota alrededor dentro de ese espacio (mediante un proceso denominado trazado por 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 ninguna reflexión proveniente de la luz del entorno. Sin embargo, en este caso, estamos creando nuestro propio entorno, que es el interior mismo. Por lo tanto, la luz reaccionará con respecto de los objetos de la escena rebotando de ellos y de las paredes circundantes. Los objetos solo se reflejarán los unos a los otros y a las paredes que los rodean. Sin embargo, es una buena idea añadir una luz de ambiente que represente el cielo. Esto añadirá algún relleno azul difuso.

La forma más sencilla de establecer esta luz consiste en utilizar planos con materiales resplandecientes. En este caso tenemos tres planos que cubren todas las aberturas del interior:

La intensidad de la luz se controla mediante la propiedad de resplandor en los materiales de los planos. Puede añadir un color o incluso una textura, que se puede utilizar para proyectar sombras interesantes. El uso de materiales de resplandor también proporciona la difuminación de la intensidad de la luz, lo cual es muy importante para la iluminación interior.

Iluminación exterior

Crear iluminación exterior es bastante sencillo, y el proceso se reduce a usar un sistema de sol y luz solar (véase arriba). Es importante hacer coincidir la luz solar correctamente con la luz ambiente basada en el cielo, prestando atención tanto a la orientación como al valor de la opacidad.

La escena misma juega un papel muy importante en esto. Para obtener resultados atractivos, utilice los objetos de la escena como catalizadores que interactúan con la luz. En el renderizado del bosque que se muestra arriba, los objetos (varias plantas, troncos y árboles) se colocan cerca los unos de los otros.

Esto significa que habrá mucha interacción compleja de trazado de rayos, ya que la luz rebota entre los objetos. Los puntos sombreados aparecerán oscuros (es lo que se espera), mientras que las áreas expuestas permanecerán brillantes.

Espero que esta descripción general muestre la importancia de dominar las luces 3D en varias situaciones. Ahora ya debería estar listo para empezar a producir resultados más atractivos.

¡Feliz iluminación! Descargue la última versión de Dimension hoy mismo.