Un motor de render calcula com es veuria el teu model amb uns materials, unes llums i una càmera. Tots fan el mateix encàrrec, però amb dues estratègies: dibuixar de pressa i aproximar la llum (temps real), o seguir el camí de la llum per l'escena (traçat de raigs). Entendre aquesta diferència t'explica per què una imatge surt amb soroll, per què un motor triga més que un altre i quins paràmetres val la pena tocar.

Aquest taller va en paral·lel amb el TD3, on modeles l'habitatge del projecte troncal a SketchUp. Aquí el converteixes en imatges: dues vistes renderitzades, de dia i de vespre, i la seva postproducció a Photoshop. El collage, que també acaba a Photoshop, ja el vas treballar al TD1. Els noms dels menús i dels paràmetres van en anglès, tal com surten a les aplicacions.

Rasterització i traçat de raigs

Els objectes d'un model 3D són una malla de triangles. La rasterització converteix aquests triangles en píxels de la pantalla, i és la tècnica en què es basen la majoria de gràfics en temps real ¹. És molt ràpida, però no segueix la llum: els reflexos, les ombres suaus i la llum rebotada s'hi han d'aproximar amb trucs.

El traçat de raigs (ray tracing) treballa al revés: parteix de l'ull o de la càmera i segueix el camí de la llum a través de cada píxel cap a l'escena. Així captura de manera natural els reflexos, les ombres i les refraccions ¹. El preu és el càlcul: durant anys el maquinari no ha estat prou ràpid per fer-ho en temps real, i per això s'han fet servir enfocaments híbrids, en què el traçat de raigs es reserva per a les parts de la imatge on més es nota i la resta es rasteritza ¹.

Llum directa, llum rebotada i path tracing

En un interior, la major part de la llum que veus no arriba directament de la finestra o del llum: rebota a les parets, al terra i al sostre. La documentació de D5 Render ho resumeix així: la llum directa és la que arriba a una superfície directament de la font, i la il·luminació global és el nom de tota aquesta llum indirecta, rebotada, i de les tècniques que la simulen ².

El path tracing és una manera de fer servir el traçat de raigs per calcular aquesta il·luminació global ². En termes pràctics, per a tu:

• Els rebots importen. Un sostre blanc i un terra clar retornen llum cap a l'espai; una paret de color tenyeix la llum que hi rebota. Si el motor no calcula bé la il·luminació global, l'interior surt més fosc i més pla del que seria en realitat.
• Més rebots, més temps. A Enscape, per exemple, la qualitat Draft només calcula la llum directa; a Medium comença el path tracing i la llum rebota una vegada en la primera superfície que toca; a Ultra es calculen dos rebots, i la documentació avisa que la millora respecte d'High sol ser petita ⁷.
• Els paràmetres de qualitat són de mostres i de rebots. D5 Render, amb la seva tecnologia Real-time Path Tracing, deixa ajustar la precisió de la il·luminació global, la profunditat de reflexió i les mostres per píxel; de sèrie, sense configuració personalitzada, són 1, 2 i 64 ³.

Temps real, progressiu i soroll

Els motors actuals no són «de temps real» o «de traçat de raigs» en estat pur: la majoria ofereixen diversos modes. Twinmotion n'és un bon exemple, perquè la seva documentació en descriu tres ⁴:

Un render progressiu mostra la imatge de seguida i la va refinant. Al principi la imatge té soroll: un gra de píxels clars i foscos, sobretot a les zones que només reben llum rebotada. Com més mostres, menys soroll i més temps.

Per escurçar l'espera, els motors porten un denoiser. A V-Ray for SketchUp, el denoiser detecta les zones on hi ha soroll i les suavitza; treballa sobre el render acabat, de manera que pots ajustar-ne els paràmetres i tornar a provar sense tornar a renderitzar l'escena ⁸. La documentació hi afegeix dos matisos útils ⁸:

• El motor de denoiser propi de V-Ray funciona en CPU o en GPU i aplica la mateixa operació a tots els canals de la imatge; per això és el recomanat si després has de recompondre la imatge a partir de les seves passes.
• L'opció basada en intel·ligència artificial és més ràpida, però no és coherent entre canals i, en animació, pot parpellejar.

Pauta: el denoiser no substitueix un nombre raonable de mostres. Si l'apliques sobre una imatge amb molt de soroll, les textures fines (la veta d'una fusta, el teixit d'un tèxtil) es poden quedar com pintades. Fes una prova a mida petita abans de llançar la imatge final.

Els motors habituals amb SketchUp

En aquest taller no se'n recomana cap: tots quatre resolen l'encàrrec, i l'elecció depèn del maquinari que tinguis, del que faci servir l'estudi i del que demani el client. El que sí que hauries de saber és com treballa cadascun amb SketchUp i on és la seva documentació oficial, perquè és allà on hi ha la resposta exacta per a la versió que tinguis instal·lada.

Abans d'instal·lar-ne un, comprova a la pàgina de requisits del fabricant la teva targeta gràfica i el teu sistema operatiu: com has vist amb el Path tracer de Twinmotion, hi ha modes que només funcionen a Windows i amb una memòria de vídeo mínima ⁶. Els preus i les llicències canvien sovint; consulta'ls al web de cada fabricant.

Com triar la qualitat en cada fase

Una manera de treballar (pauta, no norma) que serveix per a qualsevol dels quatre motors:

1. Encaix. Qualitat baixa i mida petita mentre col·loques càmeres i llums. Aquí el temps real és imbatible: et mous pel model i veus el canvi a l'instant.
2. Proves de llum i de materials. Qualitat mitjana, amb la il·luminació global activada, i un retall de la imatge on hi hagi la zona difícil (un racó sense llum directa, un vidre, un metall).
3. Imatge final. Qualitat alta i la mida definitiva. Si el motor té un mode de traçat de raigs progressiu, és el moment de fer-lo servir. Enscape, per exemple, aplica optimitzacions durant el passeig pel model, però les captures es fan a qualitat completa ⁷.
4. Passes per a la postproducció. Activa abans del render final les passes que necessitaràs a Photoshop (ho veuràs a la lliçó 4), perquè després no es poden afegir sense tornar a renderitzar.

Cas pràctic

Has de presentar demà la sala d'un habitatge i el render surt gris, amb soroll a la zona del sofà i el sostre gairebé negre. Abans de pujar la qualitat a cegues, fes tres comprovacions: si la il·luminació global està activada (sense, el sostre només rep llum si hi arriba directament); si el material del sostre és realment clar o és un gris mitjà que absorbeix la llum; i si la finestra deixa passar llum (un vidre mal configurat o una cortina opaca la tallen). Normalment el soroll baixa quan l'escena rep prou llum, no només quan hi afegeixes mostres.

Per veure-ho en acció: vídeos · vídeos