Dopo tante ricerche riguardanti lo studio dell’illuminazione nella computer grafica ho trovato questa bellissima guida, completissima, e ho deciso di riproporvela in italiano dato che esistevano già la versione inglese, francese e spagnolo, la versione originale della guida la trovate su www.warpedspace.org .

Gli obiettivi dell’illuminazione nel mondo della grafica 3d sono più o meno simili a quelli del mondo reale. L’illuminazione ha come funzione principale quella di mettere in risalto e nascondere le forme degli oggetti visibili dal punto di vista della camera. Questo da una sensazione di profondità tridimensionale all’immagine bidimensionale visibile sul nostro monitor. Ma non è soltanto questo. Infatti da personalità e atmosfera al soggetto.Una scena illuminata in modi diversi può  evocare una sensazione di allegria, timore, tristezza, etc. e può farlo in modo drammatico o sottile. Congiuntamente con la personalità e il carattere, l’illuminazione inonda la scena con una emozione che viene trasmessa direttamente allo spettatore.

L’intento di simulare un illuminazione reale all’interno di una scena artificiale può essere un compito scoraggiante. Però rendere un immagine in 3d assolutamente fotorealistica non garantisce il fatto che trasmetterà un emozione che possa far dire “wow” a chi vede l’immagine.Realizzare rendering 3D fotorealistici può essere difficile. Evocare emozioni profonde in esse può essere ancora più difficile. Tuttavia, se si basa la strategia di illuminazione per l’umore e l’emozione che si desidera esprimere, realizzare un buon render sarà molto più facile.

COMPONENTI E PROPRIETA’ DELLA LUCE

Ogni tipo di luce può essere scomposta in 4 componenti distinti e analizzata
· Intensità
· Direzione
· Colore
· Dimensione

Vorrei riportare qui alcuni esempi importati dal mondo della fotografia. Ho scoperto chei fotografi sono maestri di illuminazione e c’è molto da imparare sul lavoro.

Ad esempio, la qualità della luce varia in base al tempo e i fotografi scelgono gli oggetti in base alla qualità della luce disponibile ad una certa ora del giorno.Alcuni fotografi realizzano le loro foto solo dopo l’alba e poco prima del tramonto perché la luce in quel momento del giorno ha i colori più caldi e getta ombre lunghe e drammatiche. E’ possibile simulare questo ambiente in un programma 3D ottenendo rendering più dinamici. Una luce da un angolo basso è adatta per l’illuminazione laterale, e dà una qualità generale tridimensionale ai soggetti. Impostare questo di luce in modo da  illuminare da dietro il soggetto ne può evidenziarne la silhouette.

Di solito, per i miei personaggi, uso luci a basso angolo che creano lunghe ombre e sottolineano le forme del personaggio. Questo tipo di illuminazione è anche ideale per i paesaggi.

In condizioni di cielo coperto, come una giornata nuvolosa, i fotografi fanno primi piani di fiori, per esempio. Illuminazione coperta: una sorgente di luce di una notevole area (Area light  in Lightwave ). Altri esempi di immagini che possonoessere prese in condizioni di cielo coperto (o con una fonte di luce per la grande superficie) sono ritratti o immagini di cibo. Questo non deve necessariamente essere fatto fuori. La frase chiave  qui è “Area Light Source Large”.

Ora procediamo nel descrivere le 4 componenti della luce.

INTENSITA’  DELLA LUCE

L’intensità della luce può essere semplicemente definito come la quantità di luce emessa dalla sorgente. Variando l’intensità della luce da zero a valori molto alti,succedono delle cose interessanti agli oggetti illuminati da quella luce.Qui di seguito vi è una serie di immagini che mostrano alcuni di questi effetti. Il mio scopo era quello di evidenziare una zona situata tra gli altri oggetti e per questo ho fatto una analisi degli effetti causati dalla modifica dell’intensità della luce nella scena.

Figura 1.1      Figura 1.2    

Figura 1.3     Figura 1.4    

Figura 1.5     Figura 1.6    

Figura 1.7     Figura 1.8    

La fig. 1.1 è poco illuminata e si percepisce a mala pena il soggetto.

La fig. 1.2  ora è presente una fonte di luce più marcata che rende visibile i soggetti

La fig. 1.3 mostra tutti gli oggetti nella scena ma risulta ancora debole. Iniziano ad emergere le texture.
La fig. 1.4 mostra quasi tutti gli oggetti nella scena. Si noti che non distingue più il riflesso della sorgente luminosa, e le riflessioni di un terzo della sfera non ci sono più.
La fig. 1.5 mette in luce tutti gli oggetti nella scena in modo chiaro. I colori della zona sono ormaisovraffollati a causa della maggiore produzione di luce (rispetto a fig. 1.3)
La fig. 1.6 si nota che gli oggetti che circondano la zona centrale cominciano ad avere un peso inutile di luci e i colori cominciano a saturarsi.

La fig. 1,7 semplicemente intensifica gli effetti menzionati nella descrizione della figura. 1.6.

La fig. 1.8 mostra dei colori troppo saturi e gli oggetti in mostra, con una notevole quantità di texture e di dettaglio persi a causa di una sovraesposizione.

Se continuiamo ad analizzare questa serie di immagini, si nota che il contrasto tra la sfera e gli oggetti circostanti è abbastanza ben bilanciata in fig. 1.5e gli oggetti circostanti sono ben illuminati e il profilo della sfera può essere facilmente riconosciuto. Mentre, nella fig. 1.8, si nota che l’area non ha più un ruolo centrale, dando una composizione più debole.

Detto questo, ci sono momenti in cui la sovraesposizione può essere molto utile. Dipende tutto da come si vuole presentare l’immagine e se questa sovraesposizione alla luce può evidenziare alcune delle caratteristiche più forti del soggetto.

DIREZIONE DELLA LUCE

Immaginate una scena in cui vi è un intensità della luce e del colore uguale, che si concentra su un volto umano in tutte le direzioni allo stesso modo con uno sfondo nero. Che cosa vedremmo? Vedremmo una figura bidimensionale ritagliata contro lo sfondo. Perché? Perché i raggi di colore e l’intensità è come se ‘dipingessimo’ tutti i lati del viso con lo stesso colore e la stessa intensità. Così ogni ombra che si verrebbe a formare sarebbe prontamente eliminata dalla luce che colpisce quella regione.

Il concetto che voglio dimostrare è che siamo in grado di riconoscere un oggetto in quanto le luci lo colpiscono da diversi punti formando una serie di ombre che ne “disegnano” il profilo.

La direzione della luce da una sorgente è in grado di migliorare la forma del soggetto e l’emozione generale generata della scena. Si può anche rovinare ciò che si sta cercando di catturare nell’immagine con una luce sbagliata. Per aggiungere profondità l’oggetto che viene illuminato, è necessario individuare la fonte di luce o luce principale, a una certa angolazione della telecamera per la produzione di luci e ombre. In questo modo si crea o l’illusione della profondità dell’ oggetto, a causa della luminosità in dissolvenza di ombra sulla superficie. Quello che si vede sul monitor è in realtà una illusione bidimensionale e tridimensionale che è stata creata da luci e ombre sull’oggetto. Per illustrare questo punto, consideriamo le due immagini qui sotto.

Figura 2.1   

La fig 2.1 mostra l’oggetto illuminato da un’unica fonte di luce posta a sinistra della telecamera. E’possibile vedere chiaramente  rigonfiamenti, pieghe e avvallamenti della superficie. E ‘anche possibile vedere chiaramente la base dell’oggetto in contatto con la terra e crea un’ombra.

Figura 2.2    

La fig 2.2rappresenta l’oggetto stesso, ma la fonte di luce è direttamente dietro la telecamera. Ildettaglio viso è perso quasi del tutto, perché le ombre in 2.1 sono state infrante con l’azione della luce solare diretta. Tuttavia, alcuni dettagli sono ancora visibili sui bordi.

La direzione della luce ha anche un effetto sull’umore delle immagini. Qui di seguito vi è un tipico esempio di un volto illuminato dal basso, che da un effetto molto drammatico.Consideriamo le due immagini qui sotto. In entrambe la luce è proveniente da sotto, ma da diverse direzioni, consentendo in ogni caso di evidenziare una diversa personalità. La Fig. 3.1 mostra una personalità minacciante del personaggio, mentre la Fig. 3.2 lo è in forma più sottile.

Figura 3.1        

Figura 3.2      

Non siamo abituati a vedere questo tipo di illuminazione. All’aperto, la luce proveniente dal cielo mentre negli ambienti chiusi le luci vengono messe sul soffitto e pareti. La luce da quasi direttamente sotto la superficie puo ‘ferire’ gli occhi del soggetto, come normalmente in una situazione del genere, la sorgente di luce è visibile direttamente attraverso gli occhi del personaggio. Nella maggior parte dei casi, cerchiamo di non guardare direttamente una fonte di luce. Vedere un personaggio che è comodo con una luce in modo così diretto – e rivela i lineamenti del suo viso così rare – ha un impatto drammatico sulla nostra percezione della personalità del personaggio. Se pensate che la luce dall’alto come luce positiva, allora la luce dal basso può essere considerato come l’inverso della luce positiva e ridurre i tratti positivi del carattere.

Tuttavia, non tutte le situazioni in cui la luce viene dal basso il volto è negativo.Ricordare qui un tipico esempio di una scena in cui la luce proveniente dal basso (sotto forma di un alone rosso caldo) conferisce un aspetto romantico.

Quando dobbiamo realizzare l’illuminazione su facce o personaggi completi, dobbiamo tenere a mente quali tratti del carattere vogliamo definire della sua personalità. Se guardiamo il carattere delle figure 3.1 e 3.2, notiamo che la personalità è definita dal suo volto allungato, la fronte e gli zigomi sporgenti, gli occhi più piccoli, e così via. Tutte queste caratteristiche conferiscono un tocco negativo. Ma il suo naso, per esempio, è abbastanza comune. Ogni personaggio ha alcuni tratti che, una volta messi in evidenza, hanno una influenza positiva o negativa sulla personalità. Queste caratteristiche positive e negative possono essere evidenziate con il tipo appropriato di illuminazione. Se lo stesso personaggio è visto in fig. 2.1 e poi confrontato con la personalità che è stata definita nella Figura 3.1, noterete che c’è una grande differenza nella leggibilità delle vostre emozioni. Fig. 2.1 lo fa apparire un po ‘come un pensatore (con corpo muscoloso). Quasi nessuno dei tratti negativi che ho appena citato sul suo viso (zigomi e fronte prominente, ecc) è ben riflessa dalla illuminazione della scena in Figura 2.2 e anche in fig 2.1. In sintesi, si deve illuminare il percorso alla riscoperta di carattere o di evidenziare la personalità.

Ci possono essere situazioni in cui si desidera nascondere le caratteristiche negative di un personaggio per farlo sembrare innocente. In questo caso, l’illuminazione diretta in modo che le ombre negative delle caratteristiche di rilievo siano nascoste, può aiutare a raggiungere lo scopo desiderato.

Il sistema di luce proveniente  direttamente da sopra la testa è stata spesso utilizzata dai pittori del Rinascimento per rappresentare la divinità e la spiritualità. Tuttavia, l’effetto di questo tipo di luce è in gran parte dipende dal soggetto. Vedere le Figure 4.1 e 4.2. Anche se gli aspetti negativi del suo volto sono stati significativamente mutati, non sono completamente scomparsi.

Figura 4.1  

Figura 4.2  

Figure 4.3 e 4.4 mostrano ancora le situazioni in cui la luce arriva dall’alto, ma che non hanno alcun effetto ‘angelico’. La differenza tra le  4.1 e 4.2, e 4.3 e 4.4 è che quest’ultima presenta un faro più localizzato, concentrato e duro. Una luce con questa durezza e la posizione (in combinato disposto con ombre nette) rafforza il lato negativo di questo personaggio.

Figura 4.3   

Figura 4.4  

COLORE DELLA LUCE

Mantenendo le stesse condizioni, qualsiasi oggetto nel percorso di questo fascio riflesso di luce blu sarà illuminato solo dalla luce blu. Inoltre, la capacità di un colore di riflettere la luce dipende dalla sua luminosità e la ricchezza. Un rosso brillante, per esempio, rimbalza più luce blu scuro.

Date un’occhiata alle seguenti tre figure(5,1-5,3) realizzateda Gramps (modellazione e texturing David Maas). Tutte queste immagini sono state tinte con colori diversi in Photoshop e ognuno di essi rappresenta un momento diverso della giornata. Anche se in realtà non cambiano le ombre posizione tra ogni immagine, eppure ognuno di essi rappresenta un momento diverso della giornata.

Figura 5.1 Figura 5.2

Figura 5.3
La mattina di solito la luce ha una tinta bluastra. Intorno a mezzogiorno, si ottiene una luce più o meno equilibrata. Ci sono, in qualche misura, parte di questa luce blu (riflessa dal cielo), ma il suo effetto non è molto pronunciato. La luce del pomeriggio è tipicamente caratterizzato da toni arancio caldo.

Osservare attentamente la seguente serie di tre immagini. Le ombre modificano la posizione dei primi due. Fig. 5,4 rappresenta ancora un pomeriggio d’estate e il 5.5 è il tramonto. Fig. 5.6 mostra una scena illuminata da una luna alta nel cielo. La tinta blu è presente per dare l’illusione della notte.

Figura 5.4 Figura 5.5

Figura 5.6

La dimensione del carattere ha un ruolo nella sensibilità complessiva della scena. Una fonte di luce proietta ombre di piccole dimensioni molto ben definiti e misurabili, aggiungendo un elemento di tensione per l’immagine. Un esempio di una fonte di luce potrebbe essere la piccola dimensione di una lampadina da torcia elettrica, che getta delle ombre davvero molto forti.

Una fonte di luce che getta delle ombre una zona più ampia molto più morbida (meno importanti), dando una sensazione di relax alla scena.

Se abbiamo posto gli occhi per un attimo sulla nostra famiglia e il signor nonno in Figura 6.1 di seguito. Ci si renderà conto che il suo viso è illuminato da una sorgente di luce molto piccolo e concentrata che getta ombre molto significative, soprattutto sotto il naso e sopracciglia. Questa fonte di luce mette in evidenza la tristezza e la disperazione della scena in modo molto più marcato di quello della Figura 6.2.Entrambe le figure sono illuminate da fonti di luce si trova sopra il nonno, ma la fonte di luce nella 6.2 è molto più grande (come evidenziato da ombre morbide) di 6.1.

La sorgente di luce, la versione più morbida e più grandi, 6.2 del nonno dà un elemento di speranza che non è presente in 6.1. Sembra triste, ma pieno di speranza (si noti che il 6.1 e 6.2 sono utilizzati allo stesso nonno, con la stessa espressione facciale).

Figura 6.1

Figura 6.2

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