Nelle simulazioni di interni è molto comune utilizzare faretti per illuminare gli ambienti. Prima di andare avanti vorrei subito dare un consiglio (per molti scontato): per una simulazione davvero convicente è indisipensabile che il modello possegga la giusta ottimizzazione topologica e anche tutte quelle smussature che servono a rendere più verosimile l’oggetto. Per tutti gli esempi proposti di seguito la luce è stata impostata sempre allo stesso modo, ovvero: 1) Creazione di una luce ambiente per mezzo di una mappa HDRI da applicare allo Sky object, 2) Creazione delle luci artificiali per mezzo del Corona Light e dei file IES, 3) Gestione di tutti i contributi di luce attraverso il LightMix.

Vengono proposti 6 esempi con problematiche differenti in merito ai materiali impiegati e alle luci.

( 01 )

Costruzione di un faretto composto da due serie di fonti di luce

Dimensioni: Ø 21 cm, h 3,5 cm

↑| Modello Poligonale in C4D | Tutte le parti sono figlie di una SDS |

IMPOSTAZIONE DEL MODELLO | La prima serie di elementi luminosi è posta all’interno del faretto. Si tratta di una luce Corona Light (tipo area) delle dimensioni di 1 x 1 cm e poi clonata per mezzo di mograph. L’intensità viene impostata a “1” e gli altri parametri vengono lasciati inalterati. La seconda serie di elementi è posta invece sul perimetro circolare; anche in questo caso si tratta di tessere luminose di 1 x 1 cm clonate per mezzo di mograph.

↑| CORONA MULTI-PASS | Attivazione del LightMix |

LIGHTMIX | Quando tutte le fonti di luce sono state inserite, il passo successivo è quello di attivare il LightMix di Corona. Come abbiamo già visto in altri tutorials, è necessario inserire i canali “LightMix” e “LightSelect” (un canale “LightSelect” per ogni fonte di luce). NOTA BENE: Quando vengono clonate le luci tramite mograph non bisogna spuntare l’opzione “Render Instances”, e inoltre all’interno del canale “LightSelect” deve essere trascinato sia l’oggetto luce che l’oggetto mograph con il quale la fonte luminosa è stata clonata.

… non dimentichiamo la luce ambiente

Altro aspetto fondamentale è quello di non dimenticare di inserire la luce ambiente. In tutti i rendering, il mio consiglio è quello di generare un oggetto Cielo e assegnare ad esso un materiale con mappa HDRI. L’oggetto cielo, in quanto fonte di luce, va anch’esso inserito all’interno del Corona Multi-Pass.

… e nemmeno la rifrazione della luce

Sappiamo bene che i materiali reagiscono alla luce e che materiali diversi reagiscono alla luce in modo diverso. E’ dunque importante progettare in modo accurato il materiale atto a diffondere la luce. Dobbiamo sapere se si tratta di vetro, plexiglass o altro ancora.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Materiali per diffondere la luce |

I MATERIALI PIU’ SEMPLICI PER IL PASSAGGIO DELLA LUCE | Per la definizione di un materiale come il vetro sappiamo che è necessario attivare i canali “Reflection” e “Refraction”. Per semplicità non voglio intervenire sui valori IOR (index of refraction). Vi consiglio però di fare delle sperimentazioni sul parametro Glossiness all’interno del canale “Refraction”.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Il parametro Glossiness |

REFRACTION GLOSSINESS | Diminuendo il valore del Refraction Glossiness il vetro diventa via via più opaco e tende a diffondere in modo più uniforme la luce. Se proviamo a mettere degli oggetti tra il vetro e la fonte di luce noteremo che i bordi diventano più sfumati al diminuire del Glossiness.

↑| LIGHTMIX INTERACTIVE | Valutare in tempo reale i singoli contributi di luce |

LIGHTMIX | All’avvio del rendering con Corona, in tempo reale, possiamo valutare i singoli contributi di luce con il LightMix. In questo esempio abbiamo impostato una luce fredda per le tessere di luce clonate con mograph. La luce ambiente (con mappa HDRI) viene lasciata con le caratteristiche di default.

↑| LIGHTMIX INTERACTIVE | Per rendere riconoscibili i contributi di ogni fonte di luce basta attivare una fonte di emissione per volta e aggiungere poi gradatamente tutte le altre |

SINGOLI CONTRIBUTI DI LUCE | Se ricordiamo bene, le luci di corona erano state in precedenza impostate con un intensità pari a “1”. Dentro il LightMix abbiamo applicato dei moltiplicatori pari a “60” per le luci perimetrali e pari a “120” per le luci centrali.

↑| SCENA CON 3 FONTI DI LUCE COMPLESSE | Ogni fonte di luce è composta a sua volta da due serie di tessere luminose costruite con il Corona Light e mograph |

IL SET FOTOGRAFICO | Ogni fonte di luce può essere gestita singolarmente con enormi vantaggi. Se duplichiamo il modello appena creato e abbiamo cura di inserire i canali aggiuntiivi dentro il Corona Multi-Pass, è possibile costruire un vero e proprio studio fotografico. Il LightMix consente una gestione molto agevole dei singoli contributi di luce. Nell’immagine sopra, in alto a sx, abbiamo la sola luce ambiente. Negli altri riquadri abbiamo invece inserito dei test basati su luce ambiente e singolo faretto.

GENERARE MAPPE HDRI | Luci di questo tipo si prestano molto bene per generare delle mappe HDRI. L’operazione non è complessa, basta inquadrare la lampada frontalmente e salvare a 32 bit. Consiglio il formato proprietario di Corona “.CXR” dal quale poi esportare in qualunque altro formato si desideri.

( 02 )

Sistemi di illuminazione lineari

In questo test ho voluto prendere in considerazione un sistema di illuminazione lineare. Quasi tutte le aziende produttrici hanno prodotti simili nel loro catalogo, ed è molto facile trovare materiale a supporto (file IES, specifiche sui materiali, sui deflettori, ecc.). Per le immagini che seguono sono stati impiegati i file IES di una nuova linea prodotta da Guzzini (iN_60_LED_new_codes_). La risorsa è liberamente scaricabile.

↑| RENDER TEST | Sistema di illuminazione lineare |

Per quale motivo usare i file IES

I file IES sono file fotometrici e servono a restituire in modo accurato il fenomeno luminoso proveniente da corpi artificiali. Sappiamo che tutti i corpi luminosi hanno una particolare curva fotometrica; se vogliamo ottenere simulazioni convincenti è quindi importante utilizzare curve fotometriche corrette in riferimento alle specifiche proprietà del corpo di luce.

L’importanza dei materiali

In genere i materiali esterni del corpo di luce sono materiali assorbenti. Gli elementi posti tra la fonte di luce e l’esterno sono in genere materiali riflettenti. I deflettori posseggono un coefficiente IOR molto elevato e questa proprietà li rende in grado di riflettere anche una luce ambiente molto tenue.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Metallo Lucido con Fresnel IOR elevato |

METALLO PER I DEFLETTORI | Per creare un metallo molto riflettente occorre intervenire sul valore di IOR all’interno del canale “Reflection”. Inoltre dobbiamo fare attenzione ad alcune altre cose: 1) Impostare un colore molto scuro (ma non nero assoluto) per il Diffuse Color; 2) Impostare un valore di Glossiness molto alto (ma non pari a “1”); 3) Inserire un disturbo all’interno del canale Bump per rendere più convicente la superficie dell’oggetto (Occorre lavorare con scale molto ampie; in questo caso abbiamo impostato una scala pari al 200%).

↑| MODELLO IN C4D | Posizionamento delle fonti di luce |

CORONA LIGHT | Una volta eseguito il modello, abbiamo inserito delle luci tipo area di forma rettangolare delle dimensioni di 5 x 200 cm ciascuna. L’intensità è stata impostata a “10” per entrambe. NOTA BENE: Il modello, soprattutto quando è semplice, deve essere ricco di dettagli, altrimenti la simulazione non sarà convincente. Non tralasciamo mai di curare la smussatura dei bordi. Cerchiamo di gestire il modello come somma di parti e non come unica mesh, altrimenti la gestione dei materiali sarà più complessa.

↑| CORONA MULTI-PASS | Attiviamo il LightMix e aggiungiamo un canale LightSelect per ogni fonte di luce presente nella scena |

LUCE AMBIENTE | Non dimentichiamo di creare una luce ambiente (sempre per mezzo di una mappa HDRI). La luce ambiente e le due luci Corona Light devono essere inserite all’interno del Corona Multi-Pass dentro gli appositi canali “LightSelect”.

↑| RENDER TEST | Separazione dei singoli contributi di luce (Luce Ambiente e Corona Light) |

I SINGOLI CONTRIBUTI DI LUCE | Attraverso il LightMix sono stati separati i contributi delle singoli fonti di luce. Nell’immagine centrale, tutti i contributi sono attivi, a sx sono attive solo le luci area e a dx è attiva soltanto la luce ambiente.

↑| RENDER TEST | Sistema di illuminazione lineare |

Sopra un altro test con tutti i contributi di Luce attivi.

( 03 )

Corpo luminoso composto da due lampade e da un elemento diffusore in carta con microfori

↑| RENDER TEST |

LA TRANSLUCENZA DEI MATERIALI | Una delle caratteristiche più interessanti dei corpi luminosi sono indubbiamente i diffusori, ovvero quegli elementi atti a diffondere la luce proveniente dalle lampade. Corona renderer possiede dei canali appositi per gestire la translucenza dei materiali in modo molto immediato e con risultati di grande qualità.

↑| MODELLO IN C4D | Modello poligonale creato a partire dalle primitive di Cinema 4D |

MODELLARE LA FONTE DI LUCE | Se sono presenti delle lampade, come in questo caso, sarà necessario modellare i corpi di vetro e definirne i materiali. Per inquadrature non ravvicinate questo aspetto non è fondamentale, e la fonte di luce descritta dal Corona Light è già in grado di giungere a una buona approssimazione.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Gestire la rifrazione del vetro |

ELIMINARE LA RIFRAZIONE | Il vetro, in quanto tale, possiede delle specifiche caratteristiche per quanto riguarda la rifrazione della luce. Ma se a noi interessa soltanto la specularità del vetro possiamo anche pensare di mantenere la trasparenza del materiale eliminando la rifrazione. Basta spuntare l’opzione “Thin” (no refraction) all’interno del canale “Refraction”. Per questo test abbiamo eliminato la rifrazione del materiale per non allungare troppo i tempi di calcolo.

↑| MODELLO IN C4D | Anteprima del materiale translucente applicato al diffusore |

IL DIFFUSORE DELLA LUCE | Per quanto riguarda il diffusore della luce, il modello è stato ottenuto partendo da un oggetto “sfera” al quale sono poi stati applicari dei modificatori “Displacer”. Il diffusore deve possedere caratteristiche di translucenza, ovvero deve essere in grado di farsi attraversare dalla luce. Tutti i materiali che non siano vetro o plastica, se utilizzati come elementi diffusori, devono avere le giuste caratteristiche di translucenza.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Il canale Translucency |

TRANSLUCENCY | Partendo da un materiale standard di Corona, andiamo ad attivare il canale “Translucency”. Inseriamo una texture (se vogliamo) nell’apposito campo e lasciamo tutti gli altri parametri come proposti di default. Il parametro “Friction” serve a gestire il grado di translucenza. La luce che passa attraverso il materiale aumenta con l’aumentare del parametro “Friction”. Abbiamo ipotizzato che il diffusore sia di carta e pertando abbiamo inserito una texture pertinente.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Il canale Bump e le Normal Map |

BUMP | All’interno del canale “Bump” abbiamo inserito anche una Normal Map. Quando si sfoglia tra gli shaders a disposizione bisogna cercare il menù di Corona e selezionare “Normal”. ATTENZIONE: Se non si sfrutta lo shader di Corona, la normal map non funziona bene.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Come escludere alcune parti di una superficie |

OPACITY | Il canale Opacity serve ad escludere alcune aree. Le aree nere sono escluse, quelle bianche sono comprese e quelle con gradazioni di grigio hanno invece effetti di trasparenza. Per restituire l’effetto bucherellato abbiamo sfruttato uno shader procedurale di Cinema 4D (Shader “Tiles”).

↑| CORONA LIGHT | Le due luci inserite hanno le stesse impostazioni e il medesimo file IES |

CORONA LIGHT | Per le luci delle lampade abbiamo sfrutatto delle luci Corona Light sferiche con raggio pari a 0.50 cm e intensità pari a 50 (standard). Abbiamo inoltre inserito dei file IES negli appositi canali.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Mappa HDRI con il Corona Output |

LUCE AMBIENTE | Al solito, impostiamo una materiale con mappa HDRI e applichiamolo all’oggetto Cielo. Questo servirà per creare la luce ambiente. Non dimentichiamo mai di applicare il Corona Output alla mappa HDRI, per avere opzioni aggiuntive di regolazione.

↑| CORONA MULTI-PASS | Attivazione del LightMix e inserimento dei canali LightSelect per ogni fonte di luce in scena |

CORONA MULTI-PASS | Quando tutte le luci sono inserite, dobbiamo ripetere la solita procedura per attivare il LightMix.

↑| LIGHTMIX INTERACTIVE | I singoli contributi di luce |

LIGHTMIX | Alla lampada superiore abbiamo assegnato una luce calda mentre a quella inferiore abbiamo assegnato una luce fredda. Non era necessario, ma la differenza di temperatura serviva per aiutare nel riconoscimento dei contributi di luce quanto tutte le fonti risultano attive.

↑| RENDER TEST |

Simulazioni eseguite in assenza del diffusore di luce.

( 04 )

Costruzione di una piccola torcia

↑| RENDER TEST |

Uno degli aspetti che più amo di Corona è la velocità. Con una macchina di media potenza dotato di processore i7 non di ultima generazione, si riesce a calcolare immagine come questa in meno di 10 minuti.

↑| MODELLO IN C4D | La luce Corona Light viene posizionata tra la lente e la struttura della torcia |

MODELLO | Tutti i modelli presenti in questo tutorial sono stati costruiti in Cinema 4D. Indipendentemente dal software che si intende utilizzare è importante che siano presenti tutti i “pezzi”, ovvero: 1) Contenitore della fonte di luce, 2) Lente, 3) Impugnatura. La forma della lente deve essere realistica e modellata in modo accurato perchè influisce direttamente sulla diffusione della luce.

↑| MODELLO DELLA LENTE | 2 varianti di lenti sfruttate per eseguire i primi test |

LA GEOMETRIA DELLA LENTE | La luce va posta dietro la lente. A destra è proposta una lente molto semplice con doppia convessità. A sinistra invece è stata modellata una lente più complessa, con uno svaso all’interno del quale posizionare la fonte di luce. La lente a sx è quella utilizzata per questo esempio. Si possono modellare lenti con diverse geometrie e valutare la differenza dei risultati quando le luci sono attive.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Costruire la superficie esterna della lente |

IL MATERIALE DELLA LENTE | Il nostro intento è quello di dare un rilievo superficiale alla parte esterna della lente. Prima di applicare il materiale abbiamo selezionato l’area interessata e abbiamo semplicemente trascinato il materiale su tale area. In automatico viene generato un tag di selezione al quale risulta associata la texture. Agli altri poligoni va applicato lo stesso materiale (duplicato) ma con il canale displacement disattivato. Per la mappa di Displacement abbiamo usato lo shader procedurale di Cinema 4D “tiles”.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Come gestire i rilievi superficiali dell’impugnatura |

L’IMPUGNATURA | Per l’impugnatura della torcia abbiamo creato un materiale apposito per simulare la gomma. All’interno del canale Diffuse abbiamo applicato il Fresnel al campo “texture” (il nodo di destra è stato variato da bianco a grigio scuro, e il nodo di sinistra è rimasto nero). Il glossiness all’interno del canale Reflection non deve essere troppo alto; noi abbiamo impostato un valore pari a “0,65”. All’interno del canale Displacement abbiamo invece utilizzato la stessa mappa procedurale già usata per la lente.

↑| CORONA LIGHT | Luce rettangolare tipo area con file IES|

LA LUCE CORONA LIGHT | La luce area è stata impostata con una dimensione pari a 0,5 x 0,5 cm. Inoltre è stato caricato un file IES.

↑| LIGHTMIX INTERACTIVE | I singoli contributi di luce |

LIGHTMIX INTERACTIVE | Oltre alla luce area di Corona, è stata generata anche una mappa HDRI poi assegnata all’oggetto cielo. La procedura viene omessa per non essere ripetitivi. Negli esempi precedenti è già illustrato il metodo. L’immagine in alto a sinistra (BEAUTY) è quella ottenuta senza nessuna variazione sui parametri del LightMix Interactive. A destra invece abbiamo l’immagine variata aumentando le intensità delle fonti di luce. Nelle immagini in basso invece sono proposti i singoli contributi di Luce (solo luce ambiente per mezzo di mappa HDRI in basso a sx e solo Corona Light in basso a dx).

↑| RENDER TEST |

( 05 )

Fogli di carta per costruire una lampada

↑| MODELLO IN C4D |

IL MODELLO | Per costruire questo modello siamo partiti da un poligono rettangolare al quale è stato poi applicato il deformatore “Piega”. All’interno del rotolo di carta è stata poi posizionata la luce Corona Light.

↑| CORONA LIGHT | Luce posizionata all’interno della carta arrotolata |

LA FONTE DI LUCE | Abbiamo scelto una luce Corona Light Sferica con raggio di 0,50 cm. Il colore è stato variato, ma tale modifica poteva essere fatta in modo più agevole anche all’interno del LightMix Interactive. Alla fonte di luce è stato assegnato un file IES. NOTA BENE: quando assegniamo il file IES, per orientare la direzione del flusso luminoso, dobbiamo basarci sulla direzione dell’asse Z.

↑| COORNA MULTI-PASS | Attivazione del LightMix e inserimento dei canali LightSelect per ogni fonte di luce |

CORONA MULTI-PASS | Oltre alla luce della lampada inseriamo anche la luce ambiente (per mezzo di mappa HDRI) e carichiamo tutto dentro il corona multi-pass. NOTA BENE: quando gli oggetti vengono duplicati con mograph è importante deselezionare l’opzione “Render Instances”.

↑| RENDER TEST |

RENDER TEST | Sopra l’immagine finale, calibrata con il tone-mapping di Corona e con il LightMix. In basso abbiamo i singoli contributi di luce: a sx solo la luce ambiente (oggetto cielo con mappa HDRI) e a dx solo la luce della lampada.

( 06 )

METACOLOR di Ernesto Gismondi

In questo ultimo esempio abbiamo voluto riproporre un bellissimo progetto di Ernesto Gismondi per Artemide: lampada Metacolor. Il modello non è stato ricostruito in tutte le sue parti, ci siamo concentrati sugli aspetti generali.

↑| MODELLO IN C4D | Il materiale viene applicato con un tipo di proiezioni cubica (seleziona anche “ADATTA ALL’OGGETTO”) |

CORONA LAYERED MATERIAL | Per definire il materiale del diffusore di luce abbiamo utilizzato un materiale complesso, composto a sua volta da altri materiali. Il materiale è composto prevalentemente da materiali luminosi (Corona Light Material) e che quindi agiscono come vere e proprie fonti di luce.

↑| CORONA LAYERED MATERIAL |

LAYERS | Il Corona Layered Material è composto da ben 8 materiali oltre che dal materiale base. Il materiale di base è un vetro standard, e per costruirlo si parte da un materiale comune dove risultano attivi soltanto i canali “Reflection” e “Refraction”. NOTA BENE: Quando ai materiali viene associata una maschera il parametro “AMOUNT” è ininfluente.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Translucency e Self-Illumination |

TRANSLUCENCY | Il secondo materiale presente all’interno del Corona Layered Material è un materiale che si lascia attraversare dalla luce. Per costruire questo materiale abbiamo inoltre: 1) Inserito il gradiente Fresnel all’interno del campo texture del canale Diffuse; 2) Impostato il Mix Mode su Add (Aggiungi) all’interno del canale Translucency; 3) Attivato anche il canale Self Illumination impostando un multipler pari a “0.1”. NOTA BENE: Il gradiente Fresnel non è utile solo per la gestione dello IOR ma anche per l’albedo. La variazione di colore offerta dal Fresnel può essere risolutiva in moltissimi casi (pensate anche ai tessuti, agli oggetti plastici come le sculture).

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Definizione del Gradiente per il materiale luminoso |

Il secondo materiale. CORONA LIGHT MATERIAL (Light_Mat_04) | Questo materiale possiede un Amount = 0.5, piuttosto alto rispetto ai contributi degli altri materiali presenti all’interno del Corona Layered Material. Si tratta di un materiale luminoso al quale è stato assegnato una texture con lo shader procedurale “Gradiente”. Il gradiente deve essere impostato in verticale (2D -V) e la gradazione cromatica va costruita manualmente partendo da un qualsiasi preset.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Light Material |

Il terzo, il quarto, il quinto ed il sesto materiale. CORONA LIGHT MATERIAL (Light_Mat_03, Light_Mat_02, Light_Mat_05 e Light_Mat_06) | I materiali vengono mantenuti con le loro caratteristiche standard eccetto colore ed intensità.

↑| CORONA MATERIAL EDITOR | Light Material |

Il settimo l’ottavo materiale. CORONA LIGHT MATERIAL (Light_Mat_08 e Light_Mat_09) | A questi materiali sono assegnate delle maschere Fresnel in corrispondenza del campo Texture. In entrambi i casi il Mix Mode è impostato su “Add” (Aggiungi). Il Fresnel torna molto utile quando l’intenzione è quella di variare l’intensità del materiale luminoso sulla base dell’angolo di incidenza della luce.

↑| CORONA LIGHT |

Oltre ai materiali luminosi abbiamo impiegato due luci Corona Light circolari, aggiungendo anche un file IES. Come abbiamo già detto l’orientamento della luce segue quello dell’azze Z.

↑| CORONA LIGHTMIX INTERACTIVE |

Tutte le fonti di luce vanno caricate in appositi canali LightSelect con il Corona Multi-Pass. I materiali luminosi sono applicati a un oggetto; se vogliamo gestirli con il LightMix possiamo creare un canale LightSelect apposito e trascinare dentro l’oggetto al quale risulta applicato il materiale, altrimenti possiamo agire su “Rest” ovvero tutte le altre fonti di luce non classificate con gli appositi canali.

↑| CORONA LIGHTMIX INTERACTIVE |

Non dimentichiamo, anche in questo caso, di creare una luce ambiente tramite una mappa HDRI applicata all’oggetto Cielo. Il LightMix ci consentirà poi di valutare tutti i singoli contributi di luce.

↑| RENDER TEST |

La variazione cromatica delle fonti di luce è molto ampia. Sebbene il Tone-Mapping sia stato ottimizzato è possibile che su alcuni display si visualizzano delle bande di colore. Il problema può essere risolto effettuando una compressione maggiore delle alte luci.

File di progetto c4d + corona

Per chi vuole sperimentare allego uno dei file di progetto completo in tutte le sue parti. Ho inserito una delle mappe HDRI di HDRIHAVEN.

Scarica il file C4D

Sistema di Illuminazione lineare, completo di mappa HDRI e file IES.

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