Texturas y materiales

Según sus aspectos clave para el render

Texturas y materiales

Las texturas son parte fundamental del proceso de creación de imágenes basadas en modelos 3D, ya que son las que junto a la iluminación le dan el acabado de producto finalizado. A través de estas texturas se le aportan al modelo características físicas que lo llevan a un plano visual más realista. Dentro de este espacio conceptual de la visualización final de los modelos 3D debemos diferenciar entre tres elementos: Materiales, texturas y shaders.

Las texturas son imágenes, también conocidas como bitmaps, que vinculan la información de cada píxel de la imagen a la superficie de los modelos tridimensionales. Es decir, distintos tipos de mapas aportan información sobre diversas propiedades de la superficie de un material; Los shaders son conjuntos de instrucciones, esto es, pequeños programas que calculan el color de cada píxel de la pantalla, según las condiciones de la luz y de los materiales aplicados. Su ventaja radica en la rapidez, dado que todas las instrucciones se aplican al mismo tiempo para todos los vértices de la pantalla gracias al poder de la computación en paralelo en cada núcleo de la Graphic Processor Unit (GPU). (Animum3D, 2022); y los materiales nos permiten comprender la naturaleza de los objetos, cómo una superficie absorbe, refleja y refracta luz, su relieve, etc. Además, aportan el acabado final a un objeto.

Las distintas texturas aplicadas a un material describen la forma en que la luz interactúa con este. Las más usadas son las siguientes (basadas en propiedades de los materiales):

Diffuse map: Define el color de la superficie del objeto

Specular map: Determina la luz que rebota o se proyecta sobre la superficie del objeto. Esto resulta determinante en la representación de materiales, como por ejemplo la de un metal en contraposición a un textil.

Aneta V., (2018)l. Frame UV unwrapping 3DsMax. Captura de pantalla

Normal map: Es un mapa que simula repujados y rebotes de luz, esto favorece la interpretación de materiales con diferentes relieves sin la necesidad expresa de ser modelados uno a uno. Ejemplo de aplicación: Textura de concreto, paredes porosas, etc.

Algunos materiales pueden tener propiedades especiales que requieran el uso de mapas adicionales, por ejemplo:

Opacity map: Interpreta la opacidad y la translucidez

Emissive map: Interpreta la emisión de luz, se aplica en objetos emisivos como bombillas.

Ambient occlusion map: identifica áreas poco expuestas de luz, y las oscurece aún más sin generar ruidos, para así aportar un mayor realismo en los render.

Anisotropic map: Crea reflejos con una dirección concreta en una superficie, se aplica para materiales como cabellos.

Roughness y glossiness map: Modifican qué tanto se dispersa la luz reflejada debido al relieve de la superficie del objeto; controla la rugosidad, lo que ayuda a la representación de materiales como por ejemplo la de un metal reflectante (completamente liso) y un metal cepillado (rugoso)

Blender foundation, (S.F.), Diferencias de mapa anisotrópico.

Tipos de textura

Tradicionalmente, las texturas se han creado de forma sencilla a través de herramientas como Photoshop o de fotografías editadas, cargando una imagen que ‘recubre’ el objeto y se comporta como un mapa. Sin embargo, en la última década, se ha popularizado un método más técnico y eficiente desde el punto de vista del acabado: las texturas procedurales.

Existen herramientas como Substance Designer que parten de algoritmos y una sucesión de filtros que se fusionan, distorsionan, añaden ruido y detalles para crear imágenes descritas por funciones matemáticas. A estas texturas y materiales se les denominan procedurales.

La ventaja de los materiales y texturas procedurales está su resolución, que no pierde calidad al ser escalada; su eficiencia de carga por tamaño y peso; su versatilidad para la modificación de parámetros y sus posibilidades para ser observadas en el render o el trabajo en tiempo real. Aunque cabe aclarar que es más difícil su elaboración respecto a las texturas tradicionales ya mencionadas.

Davedes, (2012), Tipos de mapa.