Render 3d para arquitectura: Todo lo que necesitas saber

que es un render 3d

¿Qué es una infografía 3d o render en arquitectura?

La infografía o render 3D es una herramienta que, mediante el uso de gráficos computados en un ordenador, nos permite producir imágenes y animaciones, y se utiliza, entre otros campos, en la creación de renders en arquitectura. Con el paso de los años y gracias a la evolución de software y hardware podemos obtener una calidad de imagen cada vez más fotorrealista. Estas imágenes generadas en una computadora son tridimensionales y nos permiten reproducir la visualización de cualquier producto, proyecto o concepto.

Uno de sus usos más extendidos y populares es en el campo de la arquitectura, también conocido como infoarquitectura o visualización arquitectónica. Resumidamente, la técnica de la infografía consiste en la creación de un conjunto de figuras geométricas, recubiertas por materiales o texturas y un sistema de iluminación que simula de la mejor forma posible un escenario para tratar de confundirlo con la realidad.

Esta tecnología ofrece grandes posibilidades a estudios de ingeniería, arquitectura, constructoras, etc. Facilitando tareas de proyección, presentación, promoción y comunicación de proyectos industriales, arquitectónicos y urbanísticos.

Utilizando esta herramienta de visualizado en 3D se pueden obtener diferentes productos o servicios:

Infografía fija o render

Imagen estática de mayor o menor resolución, el equivalente a una fotografía realizada virtualmente.

Render 3d salón comedor

Render 360º

Es una imagen esférica en 360º, mediante un visor compatible nos permite visitar la estancia desplazando la vista en cualquier dirección.

Vídeo o animación 3D

Aplicando movimiento a la cámara podemos renderizar cada uno de los fotogramas de una secuencia y unirlos mediante software de edición de video para crear una animación en 3D.

 

Los renders o infografía 3D fija

El render 3d o imagen fija se realiza incorporando una cámara virtual en el interior de una escena modelada en 3d, ésta cámara tiene todas las características que posee una cámara fotográfica digital reflex real. Incluso posee algunas funciones extra que una cámara convencional no puede ofrecer, ya que se saltaría las leyes de la física, como por ejemplo, con la cámara virtual existe la posibilidad de ver a través de las paredes.

El render final es el resultado de la imagen que captura esta cámara. El tamaño de un render dependerá mucho de la necesidad final del proyecto, puede oscilar entre 400 píxeles de ancho para imágenes 3D de baja resolución a modo de ensayo hasta 12000 píxeles de ancho para imágenes de gran formato, como sería el caso de una valla publicitaria.

Existen distintas finalidades en la creación de infografías 3D que dictaran las características propias de cada caso, las más utilizadas son:

Presentación de proyectos: Mostrar ventajas y beneficios que justifiquen así el coste o inversión que implica su desarrollo, por ejemplo en un proyecto arquitectónico.

– Publicidad: Garantiza que tras el visionado del contenido se obtengan resultados positivos por parte de posibles clientes o personas interesadas.

– De producto: Presentar una gama de productos.

– Corporativa: Infografía que aporta información mediante un logotipo y el uso de los colores corporativos.

– Didáctica: Gráficos que muestran y ayudan a describir procesos o enseñar la utilización de productos.

– Informativa: Aportar datos, estadísticas, resultados y otros materiales para poner de relieve cualquier acontecimiento.

 

Renders interiores por estancias

Cada render 3d interior variará en función del proyecto, ya que cada vivienda tiene una estructura y características diferentes. Pero en rasgos generales podemos nombrar una serie de características que tendrán en común la gran mayoría de escenas.

Salón-comedor

El salón-comedor suele ser una de las principales estancias en la que más tiempo pasamos a diario, por eso debemos prestarle especial atención. Suele ser de los espacios más amplios e iluminados del hogar, esto nos ayudará a posicionar la cámara e iluminar correctamente.

Para iluminar la escena de la forma más natural posible deberemos retirar cortinas y persianas y aprovechar al máximo la luz solar, pero sin exagerar, adaptándonos a la realidad del edificio. Si nuestro comedor se encuentra, por ejemplo, justo enfrente de otro edificio podemos colocar una caja que simule dicho edificio y nos proyecte una sombra similar a la que encontraríamos en la realidad; en el caso de tener árboles delante podemos hacer lo mismo, posicionar modelos de árboles en frente del ventanal para que proyecten sombra. La idea es representar de la forma más fidedigna los elementos que intervienen en nuestra escena.

Para posicionar la cámara y realizar un render general, primero deberemos definir qué queremos mostrar en nuestra infografía y que no, una vez lo tenemos claro colocaremos nuestra cámara en un extremo de nuestra habitación y abriremos el angular para abarcar la mayor superficie posible.

Las vistas; en la mayoría de ocasiones, desde el salón-comedor tenemos una buena visión del exterior. La mejor opción, siempre que tengamos disponible una buena fotografía del entorno, será añadir la vista real a nuestra escena 3D. También puede añadirse posteriormente en post-producción, pero si necesitamos sacar renders desde diferentes ángulos, el hecho de tener la vista integrada en nuestra escena hará que la imagen de fondo cambie de perspectiva según el ángulo de la cámara, esto dará un resultado mucho más creíble y nos ahorrará trabajo en edición.

En ocasiones no es posible disponer de una fotografía real, en estos casos tenemos 2 opciones. En primer lugar podemos colocar la imagen de un entorno similar al que debería aparecer o como segunda opción colocar una cortina fina que deje entrar la luz pero no permite ver que hay detrás de ella.

Cocina

La mayoría de clientes dan mucha importancia a la cocina, en el caso de estar dudando entre varios pisos, la cocina suele ser el motivo que decante su opción de compra. Por este motivo, en el render de nuestra cocina debemos de poner especial atención en la estética y funcionalidad de la misma. Debemos prestar atención en representar correctamente los acabados y materiales, también tenemos la opción de modelar los armarios abiertos y mostrar las posibilidades de almacenamiento.

Podemos incorporar a la escena articulos de menaje de cocina o alimentos para dar color y transmitir sensación de vida a nuestra imagen.

Render 3d cocina

Baño

Frecuentemente, los baños son de las estancias más difíciles de representar, esto se debe a que suelen ser espacios pequeños y en muchas ocasiones sin iluminación natural.

Para colocar la cámara en baños pequeños, podemos ayudarnos de herramientas como el “clip plane”, esto nos permitirá colocar la cámara fuera del baño y conseguir “atravesar las paredes” para lograr un buen ángulo de visión.

Es importante prestar especial atención en materiales y sanitarios para representar correctamente la realidad y no llevar a engaño al cliente.

Balcones y terrazas

En muchas ocasiones la terraza o balcón supone uno de los puntos fuertes de una vivienda, así que debemos prestarle la dedicación que merece para lograr una imagen llamativa. Siempre que sea posible es recomendable realizar una fotografía panorámica con dron de la zona y así poder incorporar a la escena las vistas reales, En cuanto a la iluminación podemos escoger entre diferentes momentos del día según lo que queramos transmitir a nuestro cliente: un día soleado para lograr una imagen alegre, una escena nocturna donde podamos jugar con las luces o un atardecer para obtener una imagen más cálida.

Dormitorios

Normalmente la cama será el principal protagonista, pero colocaremos la cámara con un ángulo abierto para tratar de mostrar lo mejor posible los distintos espacios del dormitorio.

Los objetos 3D realizados con materiales de tela o ropa pueden, según su calidad, aportar o restar mucho realismo a la escena. Por eso es especialmente importante cuidar los materiales de tejidos como las sábanas de la cama. Para obtener un buen resultado trabajaremos con detalle estos elementos o utilizaremos modelos bien ejecutados si recurrimos a una biblioteca de objetos.

Infografía 3d dormitorio

 

Render 3d exterior

Tenemos dos formas de presentar nuestro render exterior:

  • Entorno real: Cuando disponemos de una imagen del escenario real sobre la cual realizar un fotomontaje con nuestro render. Para realizar este tipo de render lo primero que necesitamos es ajustar nuestra cámara virtual con el ángulo de visión de la fotografía. En segundo lugar tratar de imitar lo mejor posible la iluminación de la fotografía, podemos convertir la fotografía del entorno en un HDRI e utilizarlo para iluminar. Una vez ejecutado el render tocará trabajar con ambas imágenes para, mediante edición fotográfica, tratar que ambas imágenes parezcan formar parte de la misma fotografía y que se note lo menos posible las diferencias entre aquello que es real y virtual.
  • Entorno virtual: Si no disponemos de una imagen del entorno podemos simular nuestro paisaje de forma virtual, añadir carreteras, vegetación, edificios colindantes, etc.

Para dar realismo y vida a nuestro render podemos añadir elementos como vehículos, árboles, personas o animales. Según nuestras preferencias, estos elementos pueden ser añadidos directamente en la escena como objetos virtuales 3D o posteriormente en post-producción como “png” de fotografías reales.

 

Proceso de creación de una infografía 3d para arquitectura

Cómo se hace un render

Cómo lograr renders más realistas

La calidad de un render depende de muchos factores: la experiencia y conocimientos del renderista, el software utilizado para la ejecución del proyecto, el tiempo y el presupuesto. Por este motivo es tan común ver renders de calidades y precios tan dispares. En este apartado veremos qué aspectos son más importantes para dotar a tu render de realismo y aprender a diferenciar estas cualidades que te ayudarán a valorar económicamente una infografía 3D tanto si eres cliente como diseñador 3D.

Comparativa entre un render muy básico y un render de calidad fotorrealista

Comparativa entre un render muy básico y un render de calidad fotorrealista

 

1. La importancia de un buen sistema de iluminación

Una correcta iluminación es uno de los factores más determinantes y a veces más complicados para lograr que nuestra escena tenga un buen nivel de realismo. En ocasiones un diseño 3d puede tener un buen modelado y texturizado, sin embargo cuando la iluminación no es correcta, todo el trabajo se ve muy desmejorado.

Al trabajar en un proyecto de diseño 3d, nuestra intención será tratar de emular la realidad y su comportamiento tal y como es. Para esto tendremos que prestar especial atención a cómo se comporta la iluminación que recibe la escena pero también a cómo se comportan los materiales bajo esa luz.

En los proyectos de infoarquitectura es especialmente importante la precisión de la luz natural, ya que el cliente quiere saber cuántas horas de luz tiene al día y en qué cantidad. Para ajustarnos lo máximo posible a las condiciones reales deberemos ubicar el norte correctamente en nuestro proyecto para simular la luz solar y utilizar las fotometrías que proporcionan los fabricantes de luminarias (IES) para simular las luces artificiales con las mismas condiciones que tendrá el inmueble en la realidad.

Teniendo esto claro vamos a definir más detalladamente los pasos más importantes a seguir para lograr una buena iluminación:

  • Uso de los mapas de especularidad y rugosidad:

El primer concepto que debemos tener claro es que, todos los elementos son capaces en mayor o menor medida reflejar la luz que reciben. Este reflejo tiñe la luz según el color del material que posea el objeto incidido, este efecto es el que debemos de tratar lograr en nuestros renders para obtener un buen resultado.

Los programas de diseño 3d reproducen las superficies de los objetos casi perfectas, mientras que en la realidad todos los objetos presentan irregularidades, para corregir este efecto es importante realizar un correcto trabajo en la creación del material. Estas irregularidades reflejan la luz en diferentes direcciones y para simular este efecto deberemos utilizar el mapa especular y de rugosidad cuando creemos nuestros materiales.

Ejemplo de cómo aplicando un material con mapas de especularidad y bump podemos convertir una esfera lisa en un objeto con rugosidad y relieves.

  • Aplicar un material gris claro a nuestra escena (Material override):

Configurar los distintos tipos de luz que necesitamos en nuestra escena puede ser un proceso complicado que requiere de varias pruebas. Por eso, aplicar un material override de color gris en nuestra escena (importante desactivar esta opción en ventanas y otros cristales) nos permitirá renderizar nuestras pruebas más rápidamente a la vez que podremos observar la iluminación y el ruido generado sin que se vea afectado por los mapas de desplazamiento y bump de nuestros materiales

  • Utilizar la metodología de trabajo lineal o Linear Workflow:

El linear workflow es el proceso de preparar los mapas de texturas, selección de los colores, iluminación, rendering y composición que permite al software hacer los cálculos necesarios para crear nuestra imagen.

Internamente, los programas de rendering trabajan con los datos de forma lineal, pero en realidad las imágenes que le damos no son lineales y contienen correcciones de gamma. Si no aplicamos el linear workflow, los programas interpretan la información como si fuese lineal y se producirán resultados en los que el gamma no está corregido.

Normalmente las imágenes poseen un gamma de 2,2 con colores RGBs. Si la producción no tiene el gamma corregido, en pantalla podemos ver una imagen que a priori parecerá muy poco iluminada. Además, que la iluminación de nuestra escena no esté en el gamma correcto, no significa que las texturas si puedan estar en el gamma correctamente. Este efecto puede llevar erróneamente a pensar que nuestra escena necesita aumentar su iluminación cuando en realidad lo único que deberemos añadir es el proceso lineal, y así lograr que iluminación y texturas trabajen correctamente.

Otro síntoma relacionado con el trabajo sin linear workflow es que la GI o iluminación global nunca llegue a parecer los suficientemente convincente. Afortunadamente, en la actualidad, la mayoría de programas de diseño en 3D traen el linear workflow incorporado por defecto.

Gamma 1.0  - Gamma 2.2

Gamma 1.0  /  Gamma 2.2

  • Ajustar las luces individualmente

La mejor manera de ajustar las luces de una escena es aislarlas y probarlas individualmente. Si apagamos todas las luces menos la que queremos configurar podremos ver exactamente cómo esa luz en concreto contribuye en la escena y las sombras que produce.

Si nuestro render tiene varias luces con las mismas propiedades, la mejor opción es ajustar individualmente una de ellas y una vez obtenidos los parámetros deseados duplicarla las veces que necesitemos.

  • Asignar un nombre a cada luz

Para trabajar de una forma profesional y ordenada, es aconsejable asignar un nombre descriptivo a cada luz, definiendo el tipo de luz, su uso y lo que está iluminando. Esto nos ayudará a no confundir una luz con otra, especialmente cuando se trabaja en equipo con otras personas.

  • Respetar la iluminación de cada tipología de espacio

Dependiendo del tipo de estancia que estemos representado, cada área de la escena debería tener diferente color, tono y cantidad de luz.

Una habitación con una ventana por donde entra la luz del día deberá ser más brillante y tener un tono de luz más frío y azulado. Mientras que una habitación sin iluminación natural y únicamente iluminada por una lámpara, deberá tener una iluminación más tenue y colores más templado.

Otro factor que debemos tener en consideración para iluminar de forma correcta es que cualquier luz, ya sea natural o artificial debe ir decayendo en la distancia de tal forma que ilumine más en la zona de la habitación donde se encuentre su origen y vaya perdiendo intensidad en la distancia.

  • Calibrar la luz difusa

La luz difusa es un tipo de luz que tiene la misma posición y dirección que la luz principal (cómo podría ser la luz del sol en una escena iluminada de día), pero con una intensidad mucho más suave y que cubre un área más grande que la principal. Este efecto provocará que nuestro render se vea más natural y realista.

En algunas escenas será recomendable modificar el tono de color para representar el efecto desea, por ejemplo, en un atardecer, la luz del sol puede ser amarilla mientras que la difusa puede tener un color rojo o naranja que le dé ese toque de luz más vivo.

Render terraza exterior

Ejemplo de escena con diferentes tipos de iluminación, podemos observar como cambia la tonalidad de la escena

  • Uso de luces IES

Cada fuente de luz que hay en una vivienda, en función del tipo de lámpara y bombilla, ilumina con forma, tono e intensidad distintas.

Para tratar de emular los diferentes tipos de luz que podemos encontrar en el mercado la mejor forma es utilizar perfiles IES. Los archivos IES contienen los datos fotométricos de las luminarias que generalmente son proporcionados por los fabricantes, esto nos permite representar de forma real el comportamiento de esa fuente de luz en nuestro programa 3D.

 

2. La cámara

  • Encuadre de la cámara

Es importante el ángulo y colocación de la cámara, esto nos limitará lo que se ve y lo que no. Para realizar un render fijo únicamente trabajaremos aquellos elementos que van a aparecer en cámara y aquellos elementos que aunque no aparezcan directamente pueden tener influencia en la infografía (sombras, materiales o modelos que se refleje, etc.)

Deberemos buscar el ángulo desde el que una persona común vería la escena, evitar alinear o superponer geometrías y disponer objetos en primer plano para establecer un campo de visión.

  • Ajustar los valores de la cámara

La configuración de nuestra cámara dependerá del software que estemos utilizando, pero en todos ellos tenemos variables en común que simulan el funcionamiento real de una cámara convencional. Es por eso que si queremos lograr buenos renders deberemos adentrarnos en el mundo de la fotografía, aprender y comprender las nociones básicas que debe tener un fotógrafo y sabiendo estas directrices nos será mucho más sencillo configurar correctamente nuestra cámara virtual.

 

3. Materiales

No entraremos en profundidad en explicar cómo crear materiales realistas, ya que, el proceso dependerá del editor de materiales que estemos utilizando según nuestro software de diseño.

Pero independientemente del programa que utilicemos, es importante conocer y dominar las diferentes propiedades que forman un material (reflexión, refracción, brillo, etc) y utilizar texturas de alta calidad, ya sean creadas por nosotros mismos u obtenidas por medio de bibliotecas gratuitas o de pago.

 

4. Composición

  • El entorno

Si dejamos una línea de horizonte por defecto, simple y plana, y un entorno gris como vista exterior de nuestro render, nuestro cerebro interpretará de inmediato que se trata un escenario artificial. Para aumentar significativamente la sensación de realismo en nuestra escena podemos colocar una imagen de cielo, de un entorno natural o incluso una fotografía con las vistas reales que tendrá la vivienda que estamos interpretando. Utilizar las vistas reales como imagen en nuestra ventana también ayudará al cliente a entender la ubicación del proyecto.

  • La realidad es desordenada

Si colocamos los elementos de nuestra escena de forma excesivamente ordenada nos dará la sensación de que la imagen es artificial. Los interiores se ven más realistas cuando todo presenta un aspecto más natural y no tan cuadriculado, podemos rotar elementos como sillas, elementos decorativos y añadir ciertos objetos que nos ayuden a transmitir que esa escena es habitable, como podría ser incluir personas, mascotas, electrodomésticos en funcionamiento, etc.

 

5. Post-producción

Como hemos visto la mayoría de opciones de ajuste de nuestra cámara virtual son los mismos que encontramos en una cámara convencional. Pero esto no significa que el funcionamiento de los motores de render lineales sea exactamente el mismo que el de una cámara de fotos. Comprender las diferencias entre un motor de render y una cámara fotográfica es imprescindible para lograr buenos resultados.

Muchos diseñadores creen que el resultado que obtenemos de nuestro motor de render debe resultar “fotográfico”, esto es un gran error, ya que los motores de render trabajan de forma lineal y la imagen que nos proporciona es un render lineal, para darle a este render lineal el aspecto de una fotografía deberemos recurrir a la post-producción.

Llevando nuestro render a un programa de edición de imagen podremos corregir su contraste, efectos de lente, exposición, etc, haciendo que nuestro render simule mucho mejor una fotografía.

Además en post-producción podemos realizar correcciones a nuestros materiales, iluminación o crear reflejos o destellos que hagan de nuestro render una imagen más llamativa y realista.

Render sin post-producción / Render con post-producción (Fuente 3dcollective)

      Render sin post-producción / Render con post-producción (Fuente 3dcollective)

 

 

¿Qué programas de render 3d se utilizan?

Cómo hemos visto en los anteriores puntos, la creación de un render consta de diferentes procesos hasta lograr la imagen definitiva, cada una de estas fases requieren de un software especializado que se encargue en específico de una o varias tareas. Para cada una de las fases disponemos de un gran abanico de programas, su elección dependerá de diversos factores: características o complejidad del proyecto, presupuesto, tiempo de entrega o nivel de fotorrealismo necesario. A continuación veremos los programas más comúnmente utilizados:

 

Modelado 3D:

    • 3ds Studio Max, Rhino3D o Sketchup: Son los programas más comúnmente utilizados para el modelado 3D en el sector de la infoarquitectura. Cada uno tiene diferentes características y nivel de complejidad, pero con el conocimiento necesario, cualquiera será una buena opción y nos brindará todo lo necesario para el modelado completo de nuestra escena.
    • Blender: La mejor alternativa gratuita. Blender es un software libre que no necesita de un equipo de altas prestaciones y posee gran cantidad de herramientas de modelado, esto lo convierte en la mejor opción para los que buscan un software gratuito.
    • BIM: El BIM (Modelado de la información de la construcción) es una metodología de trabajo colaborativa que permite la creación y gestión de un proyecto de construcción. Una de sus principales ventajas es su sencillez y velocidad, a la vez que realizamos los planos 2D podemos ir determinando alturas y crear una proyección 3D además de poder incluir bloques desde un extenso catálogo o creados por uno mismo. Gracias a su sencillez y capacidad de integrar diversas fases del proyecto en un mismo software es una herramienta muy útil para ciertos arquitectos o estudios, pero si deseamos infografías de buena calidad no será la mejor opción, ya que, a nivel gráfico no puede ofrecer una calidad comparable con los software de modelado tradicionales.

Algunos de los programas BIM más utilizados son Revit, Archicad o Allplan.

 

Renderizado (Incluye texturización e iluminación):

En este grupo encontramos 2 tipologías de motores de renderizado, la principal diferencia entre ellos es la velocidad en la que las imágenes son procesadas y creadas.

    • Renderizado en tiempo real: Se utilizan sobretodo para crear gráficos interactivos y videojuegos, permiten computar imágenes con información 3D en muy poco tiempo. Cada vez más se está extendiendo su uso en el sector de la infoarquitectura, no es la mejor opción para crear renders de alta calidad visual ya que el nivel de detalle que podemos lograr no es tan alto como en los motores de pre-renderizado; pero su velocidad de cálculo lo convierte en una herramienta perfecta para proyectos más complejos como animaciones o creación de aplicativos interactivos. Dentro de esta categoría destacamos 3 programas: Unreal engine 4, Lumion y Unity.
    • Motores de pre-renderizado: Se utilizan normalmente en aquellas situaciones donde la velocidad no es tan importante, para lograr renders fotorrealistas o animaciones de alta calidad. Dependiendo del motor, para realizar los complejos cálculos de iluminación puede usarse la GPU (Tarjeta gráfica), el CPU (Procesador) o la combinación de ambos. Existe un gran listado de motores de pre-renderizado en el mercado, a continuación os nombramos los más populares: V-ray, Corona, Arnold, Maxwell, Mental ray y un largo etcétera.

Post-producción:

Una vez tenemos nuestra imagen renderizada siempre será recomendable en mayor o menor medida realizar ciertos ajustes en post-producción. Este proceso nos permite corregir o ajustar ciertos parámetros como el tono, contraste, exposición, balance de blancos o añadir elementos extra para crear una imagen más realista o llamativa como por ejemplo destellos en ciertas luces, personas, vegetación, corrección de algún material, etc.

Los 2 programas más extendidos son Photoshop, sin duda el software de edición fotográfica más conocido o GIMP, la mejor alternativa gratuita.

 

 

Conclusión

Para lograr un buen render  disponemos de infinidad de programas de diseño distintos, no existe una única opción válida, podremos lograr buenos resultados con cualquier programa siempre que tengamos un buen conocimiento del mismo, dediquemos el tiempo necesario y escojamos inteligentemente nuestro software en función de la singularidad del proyecto que llevemos a cabo.
Tal y como hemos visto, el proceso de creación de una infografía 3d consta de 4 fases: modelado, iluminación, renderizado y post-producción. Para lograr un buen render para arquitectura deberemos dominar y dedicarle atención a cada uno de los procesos; una mala ejecución de cualquiera de las fases puede desvirtuar el resultado final.

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