Render i renderitzarLaboratori d’aplicacions gràfiques

Ferran Mascarell i NavarroSergi del Pozo Murgou

Pol Soler Franch

1. Què és un render?2. Història3. Quins són els usos i beneficis del render?4. Programes5. Funcionament bàsic del programa

Índex

Primerament explicarem la concessió errò-nia que te la gent sobre el terme “render”. Des de fa vint anys dissenyadors i aficionats han anomenat “render” aquelles imatges que utilit-zen el canal alpha per a eliminar el fons i facilitar la seua edició, no obstant això, no s’utilitza cap motor de renderització. Aquest terme mal utilitzat s’ha ex-pandit per internet amb la influència més gran en webs on es publiquen tutorials gratis d’edició d’imat-ges digitals, permetent així que els nous dissenyadors amateurs usen de forma errònia el terme.

Una vegada que ja sabem quin és el signifi-cat equivoc que té el terme, passarem a explicar que és un “render”. Aquest terme tècnic és utilitzat pels animadors o productors audiovisuals i de programes de disseny en 3D. La paraula renderització prové de l’anglès render, i no existeix un verb amb el mateix significat en espanyol, per la qual cosa és freqüent utilitzar l’expressió renderitzar. El terme rendering, també, és usat per a descriure el procés de càlcul dels efectes en l’edició d’arxius de vídeo per produir una eixida final de vídeo.

Un render és el resultat de generar una imat-ge des d’un model fet prèviament, normalment amb polígons. El procés de renderització es desenvolupa amb la fi de generar un espai o figura 3D format per estructures poligonals.

És a dir, una simulació, realista del comporta-ment tant de llums, textures i materials (aigua, fusta, metall, plàstics, teixits…) com també dels compor-taments físics d’animació, és el cas de la simulació de xocs i fluids, tot per a intentar simular ambients i estructures físiques verossímils. Els mitjans pels quals es pot fer un render van des del llapis, ploma, colors pastel finsa mitjans digi-tals en 2D i 3D. Aquesta computació gràfica, actual-ment s’aplica en molts sectors de la industrial, entre els quals es pot destacar els de disseny, arquitectura, enginyeria, publicitat, infografia, cinema i màrque-ting immobiliari entre altres. Una de les parts més importants dels pro-grames dedicats a la renderització és el motor de renderitzat, el qual és capaç de realitzar complexos càlculs de llums, ombres, reflexió, refracció de tal manera que siguin suficientment realistes que fins i tot ens porta a no saber diferenciar una fotografia d’un render o un dibuix. Aquests tipus de programes tenen una gran complexitat d’utilització, ja que no són molt intuïtius ni automatitzats, per aquesta raó es necessita d’una gran perícia dels seus operadors per poder crear resultat òptims. Normalment cada aplicació de 3D compta amb el seu propi motor de renderitzat, però es pot aclarir que existeixen el que es diu pluggins que es dediquen a fer el càlcul dins del programa, utilitzant fórmules especials. És el cas dels coneguts motors V-Ray i Mental Ray, actualment els més populars dins dels motors de renderitzat. En el cas dels vi-deojocs, normalment, s’utilitzen imatges “pre-ren-deritzades” per a generar les textures i així ajudar a l’equip, ja bé sigui una consola o un poc, a treballar en un entorn virtual amb molta més fluïdesa. Tot i això els ordinadors i les consoles ja tenen una bona memòria Ram que ajuda a agilitzar la seva reprodu-ció.

(V-Ray)

1. Què és un render?

(Mental Ray)

Era en la dècada dels 60, quan el dissenya-dor William Fetter tractant d’idear un nou procés en millorar l’eficiència dels avions Boeing, va crear un disseny ortogràfic (el qual vol dir que les línies es mantenen paral·leles) del model d’un cos humà, per a poder veure com “interactua” un model virtual en el disseny de les cabines. Aquest tipus de disseny s’anomena infografia, també Fetter és creador del terme Computer Graphics.

En els anys 70 Fetter arriba a la publicitat fent campanyes per a les afaitadores de la companyia Phi-lips. Els gran avanços succeïren en la dècada dels 80 amb la revolució dels micro-computadors la tele-visió i el cinema. Així ho podem veure un Computer Graphic de Robert Abel que va fer el 1983, anomenat Brillian-ce. A continuació una imatge que ens deixa veu-re com eren els primers renders quan van aparèixer els micro-computadors.

Tot seguit es pot veure com els renders han anat evolucionant al llarg del temps, des del primer videoclip fet en 3D pels Dire Straits, Money for no-thing, passant per la pel·lícula Tron, 1982 i fins a arribar a Jurassic Park, 1993. Per finalitzar l’evolució dels renders podem veure amb una comparança de la pel·lícula Tron de 1982 amb la de 2010.

3. Quins són els usos i be-neficis del render?

Els renders són la solució ideal per a explicar, comunicar, presentar i promocionar projectes d’ar-quitectura, enginyeria, urbanisme, disseny indus-trials, jardineria o paisatgisme… que es troben en fase de projecte, reforma o execució.

-Comunicació La importància d’aquesta tecnologia és evi-dent per a facilitar la comunicació d’idees i projectes de car al públic, la promoció, l’exposició de venda o la presentació en concurs de projectes per a les ad-ministracions, exposicions, congressos...

-Disseny industrial És molt útil per a mostrar processos indus-trials i de construcció que són complicats d’entendre a través del pur text. Els renders ho mostren de for-ma clar, directa i fàcil. Ja que es poden fer seccions dels objectes i veure com estan formats dins amb els materialsadequats, també és una manera d’entendre

2. Història

Computer Graphic de Robert Abel que va fer al 1983, anomenat Brilliance. https://www.youtube.com/watch?v=V9m2ZtdDbH0Dire Straits, Money for nothing. https://www.youtube.com/watch?v=wTP2RUD_cL0Tron, 1982. https://www.youtube.com/watch?v=3efV2wqEjEYTron 2010. https://www.youtube.com/watch?v=6iTWuzl6tCkJurassic Park, 1993. https://www.youtube.com/watch?v=lc0UehYemQA

millor el seu funcionament o muntatge.

-Arquitectura Ens permet veure el resultat final d’una obra sense haver arribat a construir-la, facilitant així l’estu-di de la seva volumetria, la modificació de la compo-sició dels materials i la realització de proves variants de tot tipus, les quals ajuden a prendre decisions i fer canvis abans de concloure la fase del projecte, evitant costos addicionals.

Els dissenyadors poden conèixer per avançat els resultats dels seus treballs, permetent-los valorar l’impacte visual de la construcció en el seu entorn o veure la seva evolució a través del temps. La presentació amb renders dota al projecte i a l’empresa d’una imatge potent, permetent desmar-cant-nos dels nostres competidors d’una forma sen-zilla, però impactant. És la solució ideal per poder plasmar una idea.

4. Programes

Com hem parlat anteriorment, el renderitzat és el procés de transformar dades informàtiques en una imatge. És important no comfondre els progra-mes de modelat amb els de renderitzat.

Programes de modelat: Són aquells que s’utilitzen per a definir la volumetria dels dissenys en 3D.Progames de renderitzat: Són aquells que serveixen per a donar realisme al model i extreuren una imatge digital. Podem trovar casos que el mateix programa de modelat tingui funcions de renderitzat o exten-sions d’aquest. Com per exemple 3D studio Max que és un programa que està creat amb les dos funcions o l’aplicació Vray que és un software que s’integra amb el programa de modelat de Rinhoceros. La tendència de les companyies de progra-mes 3D cada cop están fragmentant en més softwa-res el procés de disseny per ordinador ja que cada cop són més extensos, tenen més opcions, és facilita a l’usuari a utilizar aquelles eines que necesita i no es

sobrecarrega el procesador de l’ordinador amb pro-grames de alt pes. Després d’aquesta petita introducció veiem quins són els programes que podem trovar en el mercat.

3D studio Max (autodesk): Tant és un programa de modelat com renderitzat. És un dels programes més extensos i complex en el mercat.Destaca pel gran control de la llum i l’ambient. Per-met crear videos del modelat.

Lumion: Creat per a renderitzat d’arquitectura. Té una amplia bibloteca d’elements arquitectònics per crear un entorn realizta al voltant i dincs de l’edifici. Com ara jardineres, arbres, persones,…

Maxwell: Creat per a modelat d’objectes i en especial encarat a enginyeria. Destaca pel seu control de la lluminositat amb el calibratge de la refracció flecció en el metalls.

KeyShot: Creat pe a modelat d’objectes. Destaca per la seva senzillesa, interface intiutiva. No pot crear vi-deo ni es pot controlar la llum com a focos.

Plugin:Vray: Dels més utilitzats a nivel profesional. Destaca en renderitzat per videiojocs.

Flamingo Nxt: Competència directa de vray. Motor no tant potent pero bons resultats. Permet crear vi-deos però és complex.

Tot seguit es farà una petita exposició de les eines bàsiques i comunes en la majoria de programes. Aquest serà un pas molt per sobre de les possibilitats dels programes que tenen com a objectiu familiaritzar ellector amb l’interface i les eines de treball més elementals. Aquesta exposició es farà a partir del programa key-shot per la seva senzillesa i la facilitat d’operar queens permet.

Interface: Aquest programa consta de tan sols set finestres d’opcions que la trobem a la part inferior. La primera finestra és la de “import” que és per a importar l’arxiu del programa de modelat. El progra-ma permet gran varietat de formats dels diferents programes de modelats.

! El format universal de modelat 3D és .stp quelcom molt aconsellable usar quan es treballa amb diferentsprogramaris per tal de no perdre part d’informació.

5. Funcionament bàsic del programa

Un cop tenim l’element importat ens apareix de color gris tot i no sol respectar els colors que s’hagin usat en el programa de modelat.

! El programa compren que els colors que s’han aplicat en el programa de modelat són els que definiran un material. És a dir, si tenim dos elements amb el mateix color en el programa de modelat quan es faci l’aplicaciógràfica ho farà amb els dos elements.

La segona finestra és la de materials. En aquesta trobem la biblioteca ordenada per famílies. Aquesta bibloteca es pot ampliar creant nous materials a partir d’imatges jpg i també es poden descarregar de forma gratuïta.

La següent finestra és l’anomenada enviroumnet. Aquesta fa referència al tracte de la llum al plató. A ve-gades utilitza imatges per a definir el tipus de llum. En aquest cas utilitza la imatge d’un desert per fer referència a una il·luminació càlida.

! Aquí cal observar el canvi de tonalitats i impacte de la llum en l’objecte, deixant de banda l’escenari, ja queaixò ho treballarem de forma independent amb la següent finestra.

El Backplate: és l’escenari o fotografia que es pot utilitzar per contextualitzar l’objecte en un entorn. Aquestes es poden importar en format jpg.

! Utilitzar fotografies d’alta resolució.

! Per integrar l’objecte amb la fotografia cal tenir en compte que els dos comparteixin el mateix punt de fuga(no com ara l’exemple), els mateixos focus de llum (amb les seves especificacions com ara la duresa, tempera-tura,…) i que l’objecte estigui en el pla focal de la imatge.

A partir d’aquí podem començar a modificar les eines anteriors per a poder donar realisme al render. En el cas dels materials els podem orientar, escalar, moure,…

Posteriorment podem entrar en la bibloteca de textures. Lògicament cada textura coincideix amb un material. Las textures també es poden crear de la mateixa forma que els materials, a partir d’un jpg en escala de grisos.

El bumpmap és la imatge que s’utilitza per a donar textura. En aquesta finestra d’opcions podem ressal-tar o disminuir el grau de texturitzat.

!Degut a que l’aplicació de textura i material es fa per separat cal activar l’opció de sincronitzar perqué la textura es marqui a las parts més fosques o clares del material.

! El ajust de materials, textures i llums és la que donarà realisme a la imatge. Aquesta és la part que cal invertir més temps per a poder tenir un bon resultat.

Finalment farem el renderitzat. En aquesta finestra podem definir com volem que s’exporti el material cap a la imatge; format, qualitat, tamany,…