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Global Ilumination

PorFilipe Deschamps em

Olá pessoal, a partir de hoje estarei semanalmente
com vocês na coluna 3DS Max. Predendo fazer desta coluna
um ponto de parada obrigatória para quem gosta de assuntos relacionados
a computação gráfica.

Nesta primeira matéria vamos estudar o que é GI,
para então, nas matérias seguintes, aprendermos como reproduzir
isto no mundo digital.

GI é a abreviação de Global Ilumination,
ou seja, Iluminação Global. Levando em conta que iluminação
é um fator decisivo para uma boa renderização, este é um assunto
que deve ser muito bem estudado. Vamos então sair um pouco do
mundo digital para vermos o que acontece mundo real.

*É muito importante que
você neste momento procure ser bastante observador. Note cada
detalhe da imagem, como a luz se propaga, como ela é refletida
entre os objetos, como as sombras são criadas, etc.

Veja estas duas imagens num dia ensolarado:

Note como existe sombras fortes e fracas, que iremos
chamar de hard shadows e soft shadows, respectivamente.
As hard shadows são mais fieis a forma dos objetos de origem,
e as soft shadows são mais suaves e borradas.

Note também como as cores são passadas de um objeto
ao outro. Os objetos refletem parcialmente a iluminação que recebem
e esta iluminação é visível na face dos objetos que o rodeiam.
Isto se chama color bleed, fator fundamental do GI.

Agora veja esta imagem em um dia nublado:

Podemos ver as mesmas propriedades, porém umas
em maior intensidade como no caso as soft shadows. Isto está sendo
causado pela difusão da luz e principalmente por ter uma iluminação
geral localizada no céu, que geralmente é chamada de sky light.
A característica da sky light é produzir uma iluminação vinda
de todas as direções, e é justamente o que acontece num dia nublado.
Veja a comparação abaixo:

* À esquerda, um dia ensolarado. Isto significa
um ponto principal de iluminação e será este ponto o responsável
por criar as sombras definidas (hard shadows). Note que o ponto
especular (a parte mais clara da bola), também será bastante definida
dependendo do material que forma o objeto.

*Já na direita, não existe um ponto principal de
iluminação. Toda a área do céu está iluminando os objetos. É isto
que cria uma sombra desfocada. Como há luz vindo pela direita
do objeto, uma sombra é projetada a esquerda, mas também há luz
vindo pela frente (projetando uma sombra atrás), luz vindo pela
esquerda (projetando sombra a direita), e assim em diante criando
um degradê suave de sombras. Da mesma forma, o ponto especular
do objeto não é definido. Lembre-se que você pode configurar a
sky light tanto para projetar iluminação com baixa ou alta intensidade.

Outro fator muito importante é a propriedade de
reflexão da luz. Isto implica na troca de cores entre os objetos
(color bleed). Imagine uma bola de plástico azul ao lado de uma
parede branca. Tente imaginar o que aconteceria com a cor da parede
branca que está próxima a bola. Exatamente, ficaria com um tom
azulado.

A parede fica com esta coloração pois uma porção
dos raios de luz “colidiram” com a bola, foram então refletidos,
“colidiram” com a parede e chegaram até os nossos olhos.

É assim que a luz se propaga pelo ambiente e é
isto que iremos simular num ambiente 3D. Veja abaixo duas renderizações:
à esquerda, com os cálculos de GI desativados e à
direita, com os cálculos ativados. Peço novamente que observe
todos os detalhes (iluminação, cor, sombras, etc.)

Isto tudo poderemos simular com cálculos relacionados
ao GI. Então pessoal, sem entender como as coisas são e funcionam
no mundo real, não saberemos como aplicar isto ao mundo digital.
É a mesma coisa que eu querer desenhar uma flor mas não saber
o que é e qual formato tem.

É a partir de hoje que você deverá se tornar uma
pessoa mais observadora. Ao sair na rua, comece a ver todos os
detalhes que o formam o mundo, não olhe normalmente para as coisas,
ao ver algo, pense como poderia ser representados no 3ds max.
Como a iluminação interage? No seu quarto, quantos pontos de luz
há? Quantas sombras são formadas e qual o tipo? Como a luz que
entra pela janela se propaga pelo quarto formando sombras? etc…

Um grande abraço pessoal e peço que fiquem preparados
para a próxima matéria, onde iremos colocar a mão na massa!

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