1 de mayo de 2015

Renderización



Andrés de Miguel y David Barrios

La renderización de imagen es un paso muy importante y para muchos desconocido (o ignorado) dentro de la edición de efectos especiales o modelados 3D. Básicamente el paso necesario para transformar un modelo, un efecto, una animación… a una imagen o vídeo para que parezca que realmente está ahí. En este artículo vamos a intentar destripar lo posible a la renderización y a hablar de temas relacionados con la misma.

Renderizado incompleto (digitaltutors.com)
El término es un préstamo del inglés que según wikipedia.org es el proceso de generar una imagen o vídeo mediante el cálculo de iluminación GI partiendo de un modelo en 3D. Para intentar explicar el proceso informático, digamos que un programa de edición 3D recibe unos parámetros sobre cómo debe ser el objeto: forma, texturas aplicadas, movimientos… y lo transforma en una imagen de calidad.

Lo que ocurre es que esto funciona como las impresoras. Si imprimes un documento, el papel que tienes es una imagen de lo que tenías hecho en el ordenador, pero si te has equivocado y encuentras el error una vez imprimido, debes volver al editor de texto, corregirlo, y volver a imprimirlo. Esto es lo que ocurre con la renderización. Al principio ideas una cosa, la editas, y al renderizarlo obtienes una imagen, de modo que si quieres cambiar algo tienes que volver al programa, cambiarlo, y renderizar de nuevo.

La renderización tiene muchos usos en diferentes industrias: diseño, arquitectura, ingeniería, publicidad, Infografía, cine, videojuegos, marketing inmobiliario… Lo práctico es que gracias a la renderización se pueden lograr modelados y efectos lumínicos prácticamente reales.

Escena 3D renderizada (wikipedia.org)
La imagen de arriba está generada por ordenador. Parece increíble, pero esa imagen ha sido renderizada desde un programa de edición 3D. Estos programas aplican las leyes de la física: luz, óptica, fluidos, colisiones… todo lo que necesiten. En campos como la arquitectura, poder previsualizar una casa por fuera y por dentro con este nivel de realidad es una ventaja muy a tener en cuenta.

Ahora vamos a empezar a entrar en materia y comenzaremos con algo que se aleja un poco del tema en cuestión, la “renderización” de imagen. Cuando el elemento del que se parte no es un modelo 3D sino imágenes en sí, se trata de procesamiento de imagen. Usaremos como programa de referencia el conocido Adobe Photoshop.

Photoshop CS6 (19android.blogspot.com)
La edición de imagen se basa en la superposición de varias capas editables e independientes de manera que al “renderizar” obtenemos una imagen con las capas colocadas en el orden y la posición que haya decidido el usuario. A cada capa se le pueden aplicar cambios, efectos y filtros para lograr el resultado deseado. Así, se pueden conseguir muchos objetivos, desde introducir un elemento en una foto y hacer que parezca real hasta corregir el color o la forma de la imagen original.

Edición de imágenes (wikipedia.org)

En estos dos pares de imágenes tenemos dos ejemplos de usos de la edición de imagen. En el primero se ha conseguido una mejor iluminación y posición de la placa. En el segundo caso se ha eliminado la rama de arriba como si nunca hubiese estado ahí.

Dentro de las películas, el renderizado cobra gran importancia. Todos los efectos especiales, los alienígenas, los dragones, las balas a cámara lenta… Todo lo que ya no se hace de forma física está diseñado en programas de edición 3D y renderizado sobre cada fotograma del vídeo.

Motion-capture (screencrush.com)
Es gracias a eso que vemos todo tan natural en las películas. Pongo por ejemplos estas imágenes de El Planeta de los Simios e Interstellar. La primera imagen hace referencia al motion-capture, un moderno sistema que reconoce marcas pegadas en la cara o en el cuerpo para grabar sus movimientos y expresiones y animar modelos 3D. Si alguien está interesado en conocer más sobre el motion-capture, le recomiendo este artículo. En Interstellar, prácticamente todo está hecho con el ordenador. Cada fotograma de la película en el que salía el agujero negro Gargantúa tardó horas en renderizarse.

Creando el agujero negro (comunicarciencia.idec.edu)
Los videojuegos tienen que usar un sistema más complejo para lograr lo mismo que en las películas en instantes. Aparte de alejarse de la realidad para reducir la complejidad, utilizan motores gráficos que son capaces de renderizar a más velocidad. También utilizan el método de la prerrenderización.

La prerrenderización está basada en el uso de la imagen o textura en un juego que fue renderizada a través de un motor gráfico mucho más potente que el que se usa en el juego (uno profesional). El motor gráfico de dicho juego se ocupará de calcular la posición de dicha textura.

Se utilizaba mucho principalmente en juegos antiguos debido a que el motor gráfico solo calculaba objetos dinámicos en tres dimensiones (personajes, objetos que podían ser guardados o utilizados, etc.) mientras que los fondos eran una textura inmóvil.

Modelado de un personaje (robertortizrobertuz.blogspot.com)
Se usaban cajas de colisión para simular a un personaje estar golpeando los objetos inmóviles y así no traspasarlos. La principal desventaja de este método era que no se podía usar una cámara libre ya que la visión estaba predeterminada por la posición del personaje. Este método se utilizó mucho en los primeros juegos de series como Resident Evil y Dino Crisis, entre otros.

Actualmente la prerrenderización se usa para texturizar objetos 3D estáticos. Por ejemplo, prerrenderizando una pared en la cual hay una sombra el motor gráfico calcula solamente la imagen previamente asignada al objeto. También para otros detalles mínimos, aunque posiblemente en el futuro prácticamente no se necesite debido a que le quita dinamismo a los gráficos.

Es algo muy curioso, esto de la renderización. Nos ayuda a que algo que tenemos en la cabeza pueda parecer real. El proceso es muy necesario para poder ver las películas y los videojuegos como los vemos ahora mismo. Nosotros creemos que según se vaya investigando en este ámbito el proceso será más rápido, lo que nos permitirá hacer cosas increíbles

2 comentarios:

pablo laborde dijo...

Muy bien la presentación me ha gustado mucho. La relación textos-gráficos muy bien, y el articulo que has enlazado perfecto. Buen trabajo.

Victor Acosta dijo...

Muy interesante y bien estructurado.
Creo que la opinión personal daba mucho más de si para hablar de las aplicaciones futuras de esta tecnología.
También echo en falta las citas a las fuentes consultadas.