В любом редактирования программ и 3D-моделирования имеют параметры, определяющие свойства каждого материала.
La transparencia o grado de opacidad del objeto es una de las características más complejas a simular.
Para manipular objetos transparentes usaremos un valor que mide la opacidad (contrario de la transparencia) . Un valor nulo representará un objeto completamente transparente, mientras que el máximo valor se asignará para objetos totalmente opacos.
La transparencia tiene asociado otro parámetro que gobierna el cambio de dirección de los rayos de luz que atraviesan dicho material, является коэффициентом преломления; los cálculos que efectúa el software para simular estos efectos están basados en la “Ley де Снелл“.
Преломление изменение направления пережила волну при переходе от одного материала среды в другую. Возникает только при наклонном падении волны на границе раздела двух сред, и если они имеют различные показатели преломления. Происходит преломление изменения скорости распространения волн. (Wikipedia)
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| Закон преломления (Ley де Снелл) (Fuente wikipedia) |
Этот закон говорит нам, как изменение направления луча света переходе из одной среды в другую, например из воды в воздух, от падающих под определенным углом по отношению к нормали к поверхности раздела двух сред, и моделируется в соответствии со следующим выражением:
Где:
- n1 = преломления первой среды,
- θ1 = Угол падения,
- n2 = преломления, поскольку это означает
- θ2 = угол преломления.
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| Efecto de Refracción y Reflexión |
La aplicación de transparencias a los objetos debe contemplarse desde tres puntos de vista diferentes:
- Distorsión de la imagen
- Mezcla de Luz y Color
- Тени
Veamos con más detalle a qué nos referimos.
Distorsión de la imagen
El efecto visible de la refracción es una distorsión de la imagen.
Un sencillo ejemplo lo vemos cuando metemos un lápiz en un vaso y parece estar partido.
En las siguientes secuencias, se ha calculado la misma imagen en primer lugar usando un cierto valor para la refracción y a continuación sin efecto de refracción.
En realidad cada vez nos cuesta más ver este ejemplo en la vida real, ya que las “Гештальт Законы“, en particular las relativas a la experiencia, nos dicen que el lápiz es contínuo y nuestra percepción anula parcialmente este efecto visual. Con una foto podremos observarlo sin interferencias cognitivas.
Mezcla de Luz y Color
El color utilizado para la superficie transparente modifica los colores de los objetos que deja ver. Añade o sustrae iluminación en cada uno de los canales, dependiendo de si contiene esas componentes o no.
En las siguientes imágenes podemos observar el efecto de superponer una lámina semitransparente coloreada sobre cada uno de los cubos con los colores básicos;
La composición o mezcla de colores dependerá del modo de cálculo en cada caso, lo importante es anticipar el resultado basándonos en un modelo de análisis sencillo.
Тени
Las sombras arrojadas pueden difuminarse eliminando su “твердость”. Este efecto de difuminación se produce cuando hay fuentes de luz múltiples, pero también puede asociarse a efectos atmosféricos, al colisionar los rayos de luz con partículas en suspensión o debido a los rebotes aleatorios que se producen en las superficies rugosas.
Un primer caso interesante se produce en las escenas con ventanas. La sombra de las zonas transparentes se convierte en iluminación, invirtiendo su efecto.
Cuando hay varias formas transparentes que se superponen se crean fenómenos de refracción de la luz, ya que las sombras pueden alterar su trayectoria.
La sombra adquiere parte del color del objeto, y se funde con los colores de la escena; si se suaviza mediante un supermuestreo en raytracing (se calculan varios rayos para cada punto, muy próximos) se produce un difuminado similar a un spray de pintura.
Al igual que el trazado de sombras y la refracción, la reflexión especular se realiza con raytracing. Permite “reflejar” unas superficies sobre otras, añadiendo color (освещение).
Aplicación con Blender
Blender permite dispone de dos “modos” de render para simular el efecto de transparencia:
Desde el punto de vista plástico, el modelo de Raytracing produce imágenes más brillantes, y es el único capaz de simular con realismo efectos de refracción y reflexión.
Al ver “Luces у Sombras” hemos realizado una aproximación a la transparencia modificando el canal “Альфа” del material, que determina el grado de opacidad.
Sus valores extremos son cero para un cristal translúcido y uno para un cuerpo opaco. Nos manejamos por tanto en el rango de valores reales [0,1]
El cálculo de transparencias se debe activar en una de las dos modalidades de cálculo que incorpora blender.
El más simple en resultados, aunque también el más rápido en su cálculo, es el modo “scanline” en el que se proyecta la escena desde el punto para determinar qué puntos son iluminados; la técnica consiste en realizar esta proyección desde los diferentes puntos de luz y almacenar en un buffer (memoria) la distancia a cada punto visto desde ellos, posteriormente al renderizar la escena se analizará si el punto a representar es “просматриваемые” por la luz o no, en cuyo caso es una sombra.
Para activar el modo “scanline” выберите кнопку “ZTransp” que se encuentra en las pestañas que determinan las propiedades del material.
Para cada material deberemos indicar su particular forma de cálculo.
El modo más realista y más “caro” de renderizar se basa en los modelos de Raytracing. Podemos activarlo en la pestaña “Mirror Trans” seleccionando en el botón “Рэй прозр”. En esta misma pestaña se puede activar la reflexión (Ray Mirror) y los parámetros que gobiernan ambos efectos.
En particular la variable “IDR” determinará el “Índice de Refracción”, que permitirá obtener los efectos de deformación antes citados.
Para ajustar el cálculo de sombras deberemos seleccionar la lámpara que deseemos modificar y activar la edición de sus propiedades con el icono que representa una bombilla.
Si se quieren obtener resultados más realistas deberemos activar el cálculo en modo raytracing, seleccionando el botón “Ray Shadow” que nos desplegará nuevas opciones.
Число “samples” o muestreos es uno de los parámetros que encarecen el cálculo y que deberemos usar con prudencia.
Gracias a esta variable se puede definir el número de rayos que se calcularan por cada elemento o pixel a representar, para determinar el grado de difusión de la sombra.
Vemos pues que los tiempos de cálculo variaran sustancialmente, ya que si el valor se duplica también lo hará el número de rayos a determinar y en consecuencia el tiempo empleado en su obtención.
Se recomienda “играть” con escenas simples para determinar con detalle el resultado de la modificación de sus parámetros, analizando el “grano” de la sombra al modificar el valor de “Soft size”.
Otro de los parámetros que incide especialmente en el resultado final es el tipo de “Шейдеры” o “Sombreador” (algoritmo de cálculo) que apliquemos a cada material.
Para trabajar con transparencias el modo “Френеля” es el más recomendado, aunque según el tipo de efecto o atmósfera que queramos obtener podremos usar uno u otro.
Преломление (Wikipedia)
Ley де Снелл (Wikipedia)
Учебник сделан для версии 2.49b
Учебник Blender
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