El camafeo: Convierte geometría 3d en un grabado o relieve
Camafeo
Es todo relieve obtenido en piedra preciosa, generalmente, de variado color y con delicadas figuras.
Su nombre hace referencia directa al tipo de corte en relieve sobre la piedra, siendo su versión antónima el “Intaglio” que señala un bajo relieve para la figura.
Como curiosidad, el camafeo en inglés recibe el nombre de cameo, comparte nombre y etimología con el cameo de las películas pues en ambos casos se suele referir a la presencia del perfil de alguien conocido. En las películas es la participación de un famoso y en las joyas suele representarse a personajes importantes de la historia o de la mitología.
Los camafeos se revisten de simbolismo porque son como unas pequeñas alegorías a algo o alguien que pensamos que es importante o relevante. Son unos dioramas portátiles.
Ahora que sabemos que es un camafeo, vamos al grano
El camafeo.- render final
Como podemos apreciar, por medio de la técnica propuesta a continuación, seremos capaces de crear un camafeo en 3D. Con el añadido de que podremos crear tantas variantes de relieve como queramos.
Nuestro objetivo.-
Queremos hacer un camafeo en 3D, básicamente debemos pensar en una escultura y en una forma de representarla sin que signifique el uso desmedido de polígonos.
Conocimentos previos.-
Parte de nuestros conocimientos previos tiene que ser también el saber cómo es un camafeo.
Partir de referencias es el mejor consejo, as´ique una búsqueda por ineternet de camafeos nos nutrirá la imaginación.
Rápidamente revisamos nuestro objetivo y recapitulamos la manera de cumplir con el requisito principal: Obtener relieve.
Hasta donde sabemos, existen tres formas de mostrar en una modelo más detalles de los permitidos por su geometría.
1.-Mapa de bump
2.-Mapa de normales
3.-Mapa de desplazamiento.
Si no lo saben, están invitados al seminario de materiales III, donde se explica con detalle cada uno de estos mapas, o a leer un poco sobre ellos en el siguiente link
De esas soluciones, sólo la última nos permite apreciar un relieve genuino. Sólo que se ejecuta en tiempo de render y nos ahorra así la carga de polígonos.
El mapa de desplazamiento es un mapa en blanco y negro o en escala de grises que nos indica las diferentes “alturas” de un relieve. Su concepto final es igual al del mapa de relieve Bump, pero la forma de conseguirlo suele ser mediante cálculos de máquina.
Ahí es donde interviene la técnica que explicaremos a continuación.
El procedimiento para el camafeo.
Gracias a esta técnica podremos crear cualquier relieve que deseemos, a partir de una geometría compleja 3D
Tanto si se ha esculpido como si se ha escaneado el procedimiento es el mismo.
Nuestro objeto de prueba será:
Tenemos dos formas de obtener un mapa de desplazamiento a partir de un objeto 3D. Ambas similares en forma, pero con resultado un poco diferente:
Método 1 con el Motor Scanline de MAX.
1.- importamos el modelo y lo ubicamos en el 0,0,0 del eje de coordenadas.
2.- Colocamos una cámara lo más ortogonal posible al modelo como si se tratase de la vista frontal. El lente de esta cámara será de 50 a 70 mm. Lo que mejor se acomode a nuestro modelo para no generar un punto de fuga desorbitado. (ver imagen).
3.-Con la ayuda de los rangos de visión de la cámara, determinamos la profundidad mínima y la máxima de la toma. Siendo la mínima el rango más cercano del modelo a la cámara (aproximado) y la máxima el rango más alejado (también aproximado).
4.-Preparamos nuestro render para un mapa grande, pues queremos el mayor detalle de la toma. En este caso hemos optado por 8K (8000*8000 pixeles).
5.- nos dirigimos al apartado de render elements del motor (en este caso scanline) y elegiremos un mapa zdpeth al que configuraremos con los valores mínimo y máximo que hemos sacado de la cámara.
Luego de añadir el mapa zdepth nos aseguramos de configurar el valor mínimo zmin y el máximo zmax equivalentes al near y far range de la cámara
6.-Una de las ventajas de este método con Scanline es que no hemos puesto luces y por tanto el render saldrá sólo calculando la profundidad. El resultado es el siguiente.
7.- Guardamos la imagen en formato hdri de 32bits. Los mapas de desplazamiento deben guardarse así cuando sea posible para poder proporcionar más información en base a su “rango dinámico”
8.- Ese será nuestro mapa de desplazamiento principal. Para comprobar lo que hace cerraremos un plano cuadrado (mismo ancho que alto) y lo configuraremos con 500*500 segmentos.
Luego le asignamos un mapa de desplazamiento de Max (displace) de la lista de modificadores y con la ayuda de un mapa bitmap cargamos la imagen en el canal de desplazamiento del modificador aplicado al mapa. También configuramos una fuerza de 15 cm para poder apreciar el resultado de una forma más obvia.
El punto positivo del mapa displace es que podemos observar el resultado sin llegar al render.
El punto claramente negativo son los 500*500 segmentos que tuvimos que dar al plano para que sea capaz de mostrar el desplazamiento.
Método 2 con Vray
Los pasos para extraer el desplazamiento con el motor de vray son los mismos con las siguientes salvedades.
El mapa que se añade a los elementos es un vrayZDepth (los rangos mínimo y máximo se mantienen)
Puede que el render tome más tiempo dependiendo si hemos elegido el modo bucket o si hemos especificado un tiempo con el modo progresivo.
El resultado de la extracción con Vray será ligeramente más detallado.
La diferencia se deberá a que la ventana de procesamiento del render final de Scanline trabaja de formas nativa hasta con 16 bits de profundidad. Nosotros guardamos el resultado en 32 bits, pero digamos que es una “formalidad” ya que no tiene información suficiente para ser de “alto rango dinámico”
La ventana de Vray por su parte, procesa todo a 32 bits ya. Por lo que es capaz de guardar más percepciones en él, las variedades de grises que detallan la profundidad.
A pesar de esa diferencia de percepción en el mapa final, el resultado es aceptable en el caso de Scanline también.
Cabe resaltar que esta forma de hallar el desplazamiento de un objeto tan complejo es más un apaño que es útil sólo para relieves o grabados. No se pretende replicar la estatua de forma perfecta como si se tratase de un mapa de desplazamiento vectorial de Zbrush o Mudbox.
Mapas complementarios
Podemos ver que el mapa de desplazamiento cumple con la función de dar volumen y presencia al grabado, pero, por razones obvias, no termina de dar todo el detalle que buscamos.
A continuación, mencionaremos distintos métodos para hallar algunos mapas más que nos den el toque final.
Mapas de Normales
Los mapas de normales, como se puede ver en un artículo del blog anterior, nos van a ayudar a complementar con información de alturas e inclinaciones, para entender mejor al relieve generado por el desplazamiento.
Recordemos que es un mapa compuesto por los tres canales de color básicos RGB que guardarám la info que necesitamos.
Opción 01
Podemos aprovechar el render del modelo que sacamos junto con el mapa de desplazamiento y llevarlo a algún programa como Photoshop o substance sampler para que el programa se encargue de generar un mapa de normales en base a esa geometría que ha sido “iluminada” de forma tan genérica.
Si lo pensamos bien, es un supuesto bastante válido, porque la “iluminación por defecto” de MAX se encarga de resaltar las luces y sombras del objeto de forma concisa.
Opción 02
Si tenemos la versión 2021 o superior de MAX podemos utilizar el menú Bake to texture, que es una versión muy intuitiva y sencilla del más complejo “render to texture” al que hay que darle bastantes más opciones.
Para que funcione la extracción en este caso es necesario crear un plano que esté mapeado que sirva de recipiente de la extracción del mapa. Se prefiere que el plano sea cuadrado porque siempre que pensamos en textura nos tenemos que imaginar una muestra inicial creada sobre un cuadrado equilátero.
Ambas maneras nos ofrecen un mapa de normales igual de válido sin diferencias aparentes. Sólo señalar que el mapa de normales que viene photoshop suele estar “invertido” en canales
Mapas adicionales de soporte al detalle.-
Así como nos apoyamos en el mapa de normales para aumentar el detalle de nuestro relieve de desplazamiento. por medio de algunas herramientas que tiene MAX podremos perfilar los sujetos del camafeo y así brindar más énfasis al contorno del dibujo.
Como siempre, estas técnicas y acciones tienen apreciaciones subjetivas. Eso es lo que hace aún más interesante aprender una aplicación que luego puede dar rienda suelta a nuestra personalidad y creatividad.
Método 01 (Menú render surface map)
Este menú permite, entre otras cosas, captar los matices de la topología de formas complejas, y las plasma en mapas que luego pueden ser utilizados de muchas formas. El resultado, la mayor parte del tiempo es un mapa en blanco y negro y en escala de grises.
La configuración de este menú es muy simple y no permite demasiada floritura, pero es una buena salida si se quiere captar detalles o variaciones de superficie.
Esto implica que el menú de Render surface map deb ser usado en geometrías densas y complejas, además estas deben estar desplegadas mediante el modificador Unrwap UVW.
La preparación de la geometría es la siguiente.
1.- creamos un mapa cuadrado (misma razón sobre una extracción de mapa)
2.-Subdividimos a una cantidad de polígonos que nos permitan tener detalles (500*500 polys por ejemplo)
3.- Asignamos un modificador Unrwap UVW y nos aseguramos de que el plano esté bien colocado (esta nota es lógica y se cumple sola, pero la mencionamos para que no la pasemos por alto).
4.-Para que el menú pueda funcionar es necesario colapsar todo y dejar un polígono editable limpio.
El plano de la derecha de esta captura es el colapsado que tiene tods los atibutos del que esta detallado a la izquierda
De la lista de mapas que se pueden sacar nos quedaremos en esta ocasión con la oclusión, dust y cavity que devuelven variaciones interesantes para ser un plano “extruido”.
Casi nunca se usa el de densidad pues puede incluso llegar a colgar la máquina si el modelo es demasiado complejo y el de dispersión de sub superficie SSS sólo se usa en objetos “cerrados”o con volumen. En el plano no pueden determinar nada. Solo para que no quede la curiosidad, dejamos el resultado del cálculo mencionado. Inaprovechable
Se supone que el mapa SSS debería poder indicar aquellas zonas de una geometría «cerrada» que fueran más suceptibles a que les atraviese la luz en caso de ser un cuerpo traslucido. Debido a su poco volumen.
Como en este caso se trata de un plano que no tiene espesor, al final no se relaiza una correcta interpretación.
Método 02 (Menú baje to texture)
Este menú lo tenemos disponible sólo si tenemos cualquiera de las dos últimas versiones de MAX.
En el 1 el plano que nos servirá para la proyección. Y en el 2 la malla de proyección de color celeste que se crea automáticamente cuando elegimos nuestras opciones.
Es un menú muy rápido que me permite acceder a los distintos elementos de un motor de render y proyectarlos a cualquier otra geometría. Es muy util y de uso sencillo, como ya hemos mencionado hace unos párrafos atrás
1.-Con el mapa seleccioado accedemos al menú meidante el menu principal de render (estan juntos los tres comandos: render to texture, bake to texture y render surface map). Elegimos los mapas que mejor se adecúen a nuestros propósitos. 3.-una vez resaltado de la lista los añadimos ala cola con el botón 4.-en esta parte se elige el objeto del que se quiere extraerla información de geometría 5.-Elegimos el tamaño de render 6.-Asigmnamos nombre a los mapas 7.- le decimos dóne tiene que colocar el lote de mapas al finalizar la extracción 8.- play and wait 🙂
Como ventajas de este menú diremos que es mucho mas completo porque me permite acceder a todos los elementos del apartado de renderizado por elementos de cada motor.
También se aprecia una mejor calidad de mapas extraídos porque se basan directamente en la geometría original 3D mientras que la primera técnica depende del resultado del mapa de profundidad Zdepth, y el añadido de que podemos extraer mapas de hasta 8K de forma nativa mientras que los de la primera tiene como límite los 4096 pixeles.
Los tiempos de espera de los mapas si que marchan a favor de la primera forma. Suelen salir en segundos. Mientras que el segundo método ya involucra lo que es un render auténtico. Y llevará su tiempo.
Un dato de ultimo momento es que la proyección del segundo método es totalmente ortogonal mientras que la cámara genera perspectiva. No podremos mezclar los mapas por no haber tenido en cuenta ese detalle. Para mantener consistencia nos ceñiremos a los mapas del primer método
Montaje y resultado
En este artículo en concreto, hacemos referencia al montaje del relieve. Esta es la parte de la “portada” del camafeo.
En la geometría se han usado dos para evitar tener que lidiar con un multisubobjeto o un material de mezcla por máscara.
La captura muestra que estarán superpuestas en la misma posición la geometría receptora del relieve y la geometría que corresponde a la parte no tratada del camafeo.
1.- El mapa de desplazamineto de nuestro camafeo 2.- el difuso con un composite de tres capas: a) el color base b) el mapa de oclusión para acentuar bordes y un extra c) para la zona de «claros» del color 3.-Por ultimo el mapa de normales anclado a el intermediario Nomral map
El desarrollo de este artículo se hizo con una muestra distinta a la del querubín de nuestra portada. ¿Por qué? Pues porque se puede. 🙂
Detsalle de la forma enla que están mezclados los mapa en el composite
Canales invertidos en verde y rojo para interpretar correctamente las normales de photoshop
La idea de enseñar estos procedimientos o formas de trabajo es para que uno pueda luego aplicarlo siempre a una cosa nueva. La información puede que sea la misma de aquí a diez años. O no. Pero lo que no debe pasar es que se pierda la originalidad a la hora de aplicar lo que se sabe. Tenemos que ser personas de recursos y eso implica también ser versátiles e inventivos.
A saber, la de cosas que se pueden hacer con una sola técnica y muchas cabezas.
Notas finales
Mantener siempre las dimensiones de los objetos que se desean crear es muy importante. No es lo mismo decirle al pc que calcule un desplazamiento de unos cuantos centímetros o que tenga que lidiar con kilómetros de cálculo.
Con tanta extracción de mapas, procurar tener una forma entendible de organizar los documentos. Que no se haga un lio Max cuando abre el archivo y no puede encontrar cosas.
Tomar nota de todo lo que hagan. Si esto es algo experimental es necesario saber qué se ha hecho pasa a paso. El paso a paso puede ser lo mejor que hace uno tanto para resolver errores como para repetir procedimientos que tengan éxito.
Y esto es un camafeo 🙂
