PDF de programación - Diseño Digital IV - GUIA 5 Tema: Materiales y Texturas

GUIA 5
Tema:
Materiales y Texturas

Objetivo General

Demostrar el uso de herramientas para agregar materia-
les y texturas a objetos.

Objetivos Específicos

Que el estudiante conozca y domine las herramientas de
materiales y texturas aplicadas a piezas modeladas

Contenidos

Definiciones
Uso de materiales y texturas

Materiales y Equipo

Guía 5, previamente leída.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Materiales y Texturas.
Los materiales son un elemento que puede modificar
radicalmente el aspecto de una textura.

Los Materiales y/o Texturas nos sirven para poder
brindarle a nuestros objetos una apariencia mas cercana
a la realidad. Con el correcto uso de materiales y texturas
nuestro objeto podrá recibir de mejor forma la iluminación,
verse mejor de todos los angulos y crear una riqueza
visual que solo se peude lograr con el texturizado final.

El término “material” ó “textura” se utiliza para describir
todos los aspectos que una superficie puede aparentar.
Los materiales son una parte de la creación de imágenes y
animaciones. Estos se relacionan con las luces, así que la
iluminación determina la elección de algunos materiales.

Tipos de Materiales

Lambert: Material monótono que produce un efecto
suave sin brillo. Es un material ideal para las superficies

Diseño Digital IV / Autodesk MAYA / LDI

sin brillo como la cerámica, la tiza, la pintura mate, etc.
Es el asignado por defecto.

Phong: Material que tiene en cuenta la curvatura de la
superficie, la cantidad de luz y el ángulo de la cámara
para conseguir los reflejos y el matiz exacto. Excelente
para superficies pulidas brillantes como el plástico, la
porcelana y la cerámica vitrificada.

PhongE: Versión de render más rápida que Phong, pero
produciendo brillos más suaves.

Blinn: Material que calcula la superficie de manera
similar a Phong, pero que refleja la luz con más precisión,
al especular los brillos y los materiales. Se utiliza para
superficies metálicas con reflejos suaves como el latón o
el aluminio. El render no suele dar problemas.

Anisotropic: Material que estira y gira los reflejos
basados en la posición relativa del usuario. Especial para
elementos como el pelo, las plumas, el metal cepillado
y satinado, que reflejan la luz de forma diferente
dependiendo de cómo las ranuras están alienadas en
relación con el usuario.

Existen otros tipos de materiales, pero son de
propósito más avanzado. Estos son:

Layered Shader: Permite combinar varios materiales
para crear un material más complejo.

Shadding Map: Permite conseguir un aspecto de dibujo
de línea 3D, como los típicos dibujos animados. Se utiliza
también para la creación de efectos especiales.

Surface Shader: Se usa cuando se quieres controlar
el color de un material, la transparencia y/o el brillo con
algo más.

User Background: Aplica el color del fondo a la
superficie a la que es aplicado.

Para la manipulación y creación de estos y otros materiales,
Maya posee un creador llamado Hypershade, que se
define a continuación.

¿ Qué es Hypershare ?
Es la herramienta que permite ver y organizar los materiales
en unas esferas denominadas “muestras” (watches). Este
creador usa un acercamiento al material diseñado.

Las muestras se conectan unas con otras para crear el
efecto deseado. Por otro lado, también se duplica como
si fuese un navegador para que pueda ver y seleccionar
el tipo de luces, cámaras, materiales y otros elementos de
la escena.

UTILIZANDO EL HYPERSHADE

Para abrir el cuadro de diálogo: Window -> Rendering Editors -> Hypershade (combinación de teclas Mayus+T)

Create Bar:

(Barra de Creación) Se encuentran todos los tipos de materiales que se pueden crear de una categoría seleccionada, se
hace un clic en un tipo y se trabaja con él en el Área de Trabajo (Work Area). En caso de que no apareciese, se activa
haciendo clic en el botón de cuadritos en la parte superior izquierda. Las opciones que aparecen son Materials, Textures,
Lights, Utilities y All Nodes (Material, Texturas, Luces, Utilidades y Todos los Nodos),

Tab Panels:

(Paneles de Pestañas) Muestra las diferentes pestañas, opciones y tabletas del menú.

Superior:

(Top Tabs) Se muestran todos los elementos que ya son parte de la escena actual, es decir, se muestra el material ya
existente en la escena. Se puede seleccionar cualquier material en ella para duplicarlo, editarlo, asignarlo a un objeto,
exportarlo a otra escena.

Inferior:

(Bottom Tabs) Se utiliza para la creación y edición de materiales, es el punto de montaje para nuevos materiales.

Mapeado de texturas:

El mapeo de texturas se refiere a sustituir la superficie de color sólido con una textura. Normalmente,
con textura se refiere a aplicar una imagen 2D alrededor de una superficie 3D. Una imagen en 2D
puede estirarse, ajustándose y proyectándose en una superficie de muchas maneras diferentes
1. MAPEADO DE COORDENADAS (U,V):

En el mapeo de coordenadas (o coordenadas UV), la forma de colocar un mapa 2D en una imagen
renderizada 3D dependerá del tipo de modelo que hayamos creado, es decir, si viene de NURBS o de
polígonos. En el caso de NURBS, el mapa es inherente a la superficie; como los NURBS son superficies
paramétricas, el mapeo fluye de forma automática a lo largo de toda la superficie, pudiendo moverlo
y girarlo para ver cómo el mapa se recoloca en el objeto. En el caso de superficies poligonales, el
mapeo se realiza proyectando el mapa 2D sobre toda la superficie 3D de diferentes maneras: planar,
cilíndrica, esférica y mapeo automático.

Por otro lado, cuando aplicamos una textura 2D sobre una superficie 3D, con proyección planar, se
verá el efecto de que las áreas de la superficie de la textura se posicionan en las perpendiculares con
respecto al plano del objeto, haciendo que la parte de la superficie que no queda perpendicular no
tenga textura. Las proyecciones cilíndricas y esféricas pueden resolver este problema, pero también
poseen sus inconvenientes. Los puntos de los polos de la esfera o del cilindro donde el mapeo se
concentra en un punto son el principal inconveniente de estas proyecciones.


2. TEXTURAS PROCEDURALES:

Otra forma de aplicar una imagen a una superficie es mediante la técnica de “texturas procedurales”.
En lugar de utilizar la imagen actual para el mapeo, utilizan fórmulas de valores aparentemente
aleatorios. Muchos modelos son repetitivos (ladrillos, azulejos,…) y pueden ser representados fácilmente
por una ecuación, pudiendo ser simulados matemáticamente muchos efectos naturales.
Existe dos tipos de texturas procedurales:
Texturas procedurales 2D: Una fórmula es responsable de la imagen, pero la imagen debe
aplicarse a la geometría 3D con alguna forma de mapeo. Se dividen en dos grupos: patrones regulares
y patrones de ruido. El patrón regular incluye grid, checker, bulge, cloth y ramp (rejilla, cuadros,
salientes, telas y escaleras) y se pueden crear azulejos, ladrillos y otros efectos artificiales repetitivos.

Los patrones de ruido incluyen fractal, mountain, noise y water (fractal, montaña, ruido y agua) y se
usan para crear superficies complejas sucias, comunes en la naturaleza.
Texturas procedurales 3D: Estas existen a lo largo de todo el espacio 3D y la superficie del
objeto define donde vamos a ver la textura. Es como tallar un objeto en un bloque de material. La
ventaja de este método es que no requiere de ningún mapeo. Todas son de tipo aleatorio, pero,
resultan excelentes para sintetizar efectos aleatorios.


Estas texturas poseen varias ventajas. Como se basan en una fórmula, los parámetros pueden
ajustarse para sintetizar todos los tipos de efectos diferentes al instante. Para las texturas naturales, la
simulación aleatoria de “ruido” varía en cada punto del espacio, lo que hace que las texturas nunca
se repitan. Además, como las texturas procedurales 3D existen a lo largo del espacio 3D, se pueden
conseguir buenos resultados en objetos que serían difíciles de mapear.

Ejemplo Práctico:

Una vez vistos los tipos de materiales existentes y la herramienta que posee el Maya para manejarlos, vamos a utilizar el
ejemplo visto en el apartado de “Superficies poligonales” del martillo, para ir añadiéndole material y ver los efectos que
se producen.

Material: Metal.
1. En la herramienta del Hypershade, se hace clic en el material del tipo Blinn en el Create Bar.

2. Pasamos ahora al Attribute Editor y nombramos el material como metal. En el Color Choser, se establece el color swatch
para obtener un color gris oscuro y apto seguido se hace clic en el botón de Accept.

3. Debajo de la sección Specular Shading, dentro del Attribute Editor, se establecen los valores por defecto de Eccentricity
0.1 y Specular Roll Off 0.1 A mayores arrastramos el deslizador de Specular Color Swatch totalmente hacia la derecha.

4. Nos colocamos en la escena y se selecciona el objeto al cual queremos añadirle el material preparado, una vez hecho
esto, en el Hypershade se hace clic en el material que queremos colocarle y con el botón derecho del ratón encima de él,
se escoge la opción Assign Material to Selection.

Procedimiento de laboratorio.

1. Crear un nuevo proyecto, para lo cual debemos
configurarlo correctamente, debemos ir a FILE / MENU
--- VENTANA DE PROJECTOS / PROJECTS WINDOW
debemos hacer click en NUEVO / NEW y le colocaremos
el nombre GUIA_3_MAYA_NOMBRE_APELLIDO.

2. Debemos escoger la ruta dando click en BUSCAR /
BROWSE y seleccionando la carpeta GUIA 2 (creada en
el laboratorio anterior)

3. Si deseamos asignar nombres personalizados para
las subcapertas podemos hacerlo manualmente o
simplemente dejamos que MAYA rellene automaticamente
el nombre de