Iluminar uma cena 3D parece muito simples, não é? Para a maior parte, a iluminação no “mundo real” tende a simplesmente acontecer. O sol nasce, ligamos um botão ou abrimos as persianas e voilà: leve. Podemos refletir sobre onde colocamos uma lâmpada, como posicionamos as cortinas ou para onde apontamos a lanterna, mas em noventa por cento do tempo nossa experiência com a luz é bastante passiva. As coisas são diferentes na indústria de computação gráfica.
Iluminação é tudo
Como qualquer grande fotógrafo diria, a iluminação é tudo. OK, tudo pode ser um pouco hiperbólico, mas ter uma solução de iluminação bem implementada pode muito bem fazer ou quebrar um render. Sem uma boa iluminação, mesmo um modelo 3D fantástico pode acabar parecendo plano e pouco convincente na imagem final. Não vamos gastar muito tempo bombardeando você com as razões pelas quais a iluminação é um aspecto tão essencial (e pouco apreciado) do pipeline de CG. Mas dê um salto de página e começaremos nossa discussão sobre técnicas de iluminação 3D com uma visão geral dos seis tipos de luzes encontrados em pacotes de software 3D comuns.
Encontrar a solução de iluminação certa
Mesmo que seja muito fácil clicar no botão “criar luz” em seu pacote de software 3D e colocar uma fonte de luz em sua cena, a realidade da nave é muito mais complexa. Há uma série de paradigmas de iluminação 3D bem estabelecidos e o tipo de cena geralmente determina qual é a mais apropriada. Por exemplo, as técnicas que funcionam bem para um ambiente interno geralmente fazem muito pouco sentido para uma cena externa. Da mesma forma, a iluminação de “estúdio” para a renderização de produtos ou personagens requer um procedimento muito diferente de iluminação para animação e filme. No final, cada situação é diferente, mas certos tipos de luz funcionam bem para certas cenas.
Opções de iluminação padrão
- Ponto / Luz Omni – Um ponto de luz projeta iluminação para fora em todas as direções a partir de um único ponto infinitamente pequeno no espaço 3D. As luzes pontuais são úteis para simular qualquer fonte de luz omnidirecional: lâmpadas, velas, luzes da árvore de Natal, etc.
- Luz direcional – Ao contrário das luzes pontuais, que ocupam um local específico na cena 3D, uma luz direcional deve representar uma fonte de luz extremamente distante (como o sol ou a lua). Os raios emitidos por luzes direcionais correm paralelos em uma única direção de todos os pontos do céu e são normalmente usados para simular a luz solar direta. Como uma luz direcional representa uma fonte de luz distante, sua coordenada x, y, z não significa nada – apenas seu atributo rotacional tem qualquer influência sobre como a cena será iluminada.
- Holofote – Spotlights em aplicativos 3D são bastante autoexplicativos devido ao fato de que eles são bastante semelhantes aos seus equivalentes do mundo real. Um holofote emite um campo de luz em forma de cone a partir de um único ponto no espaço. Os holofotes são frequentemente usados para iluminação de estúdio de três pontos e também para simular qualquer luminária onde haja uma queda visual distinta da luz para a escuridão – postes de luz, lâmpadas de mesa, iluminação de cone no teto, etc.
- Area Light – Uma luz de área é uma luz de base física que emite raios direcionais de dentro de um limite definido. As luzes de área têm uma forma e tamanho específicos (retangular ou circular), o que as torna muito úteis para simular luminárias fluorescentes, painéis retroiluminados e outros recursos de iluminação semelhantes. Luzes de área podem ser usadas como emissores de fótons ao usar iluminação global no Mental Ray, o que as torna uma escolha popular em iluminação de produtos e visualização arquitetônica. Embora as luzes de área tenham uma direcionalidade geral, elas não emitem raios paralelos como uma luz direcional faria.
- Volume Light – A luz volumétrica é talvez a mais difícil de envolver a cabeça. Com as configurações padrão, é quase idêntico a um ponto de luz, emitindo raios omnidirecionais de um ponto central. No entanto, ao contrário de uma luz pontual, uma luz volumétrica tem uma forma e tamanho específicos, os quais afetam seu padrão de queda. Uma luz volumétrica pode ser definida na forma de qualquer primitivo geométrico (cubo, esfera, cilindro, etc.), e sua luz iluminará apenas as superfícies dentro desse volume.
- Luz ambiente – Uma luz ambiente emite raios de luz suaves em todas as direções e pode ser usada para elevar o nível geral de iluminação difusa em uma cena. Não tem direcionalidade específica e, portanto, não projeta sombra no solo; no entanto, não é verdadeiramente omnidirecional como uma luz pontual. A luz ambiente é relativamente semelhante à luz experimentada ao anoitecer, logo após o pôr do sol.
As cenas geralmente incluem várias luzes
Os tipos de luz que discutimos aqui podem ser usados para qualquer coisa, desde uma simples iluminação de estúdio de três pontos até cenas animadas complexas que requerem mais de 40 luzes. Eles quase sempre são usados em conjunto – é muito raro que uma cena só incluem luzes pontuais, ou só incluir luzes de área, etc. No entanto, apenas começamos a arranhar a superfície de um tópico profundo e variado de iluminação 3D.
