Utilizar el Render

El Render de AutoCAD ofrece tres tipos de Render:

Render, esta es la opción básica de hacer render con AutoCAD para obtener el mejor rendimiento. Photo Real, este render fotorrealista trabaja por líneas de barrido, el mismo puede utilizar materiales a partir de mapas de bits, y transparentes, además genera sombras volumétrica mapeadas. Photo Raytrace, este render fotorrealista trabaja por traza de rayos, y es capaz de generar reflexiones, refracciones, y sombras más precisas.

Los dos renders fotorrealistas generan la imagen una línea de barrido horizontal en cada momento.

Con la opción básica de Render, se le puede hacer render al modelo sin asociar materiales a los objetos, sin adicionar luces, o configurar una escena. Cuando se hace render a un modelo nuevo, el render de AutoCAD utiliza automáticamente una luz distante ubicada como si estuviera "sobre los hombres". Esta luz no se puede mover o ajustar.

Cargar, Descargar, y Detener el Render

El render de AutoCAD se carga automáticamente en memoria cuando se selecciona una opción en la barra de herramientas Render, o se introduce un comando de AutoCAD como FOG, LIGHT, RENDER, o SCENE. El proceso de render se puede detener presionando "Esc". Para liberar memoria, se puede descargar el render.

Para descargar de memoria el Reder de AutoCAD:

1 Del menú Tools, se hace clic en Load Application.

2 En el cuadró de diálogo Load/Unload Applications, se hace clic en la ficha Loaded Applications si no es la ficha activa.

3 En la lista, se selecciona acRender.arx, y después se hace clic en Unload.

4 Se hace clic en Close para cerrar el cuadro de diálogo.

Después de realizar estas operaciones el render se descarga de la memoria.

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Utilizar Anti-aliasing

Como la imagen en un monitor está compuesta por elementos discretos (o píxeles) ordenados en una red fija, los bordes inclinados o curvos pueden aparecer como si estuvieran dentados o escalonados. Este efecto se conoce como aliasing.

Mientras mayor sea la resolución (por tanto los puntos serán más pequeños), menor será el aliasing aparente. Sin embargo, frecuentemente es mejor este efecto mediante una técnica conocida como anti-aliasing. Esta técnica sombrea los píxeles adyacentes a aquellos que definen una línea o un límite.

La técnica de Anti-aliasing involucra al menos dos compromisos o desventajas:

Cálculo extra - los píxeles de las líneas o límites y los del fondo deben ser analizados para determinar qué sombreado intermedio se puede adicionar. Líneas más gruesas - aunque después de aplicar la técnica de anti-aliasing la línea se ve más suave, la misma debe ser más gruesa que la dentada o escalonada.

Se debe decidir cuánto tiempo se desea utilizar haciendo el render y cuán bueno se desea que sea el render final. Estos compromisos dependerán parcialmente del equipamiento que se está utilizando y de la audiencia para la que se está trabajando.

Los renders fotorrealistas ofrecen cuatro niveles de control de anti-aliasing.

Minimal: Aplica, a cada línea de la red de píxeles, un algoritmo analítico de anti-aliasing horizontal.

Low: Mejora el algoritmo calculando un máximo de 4 muestras para cada píxel, estos valores se promedian para producir el valor final del píxel.

Medium: Utiliza una mayor cantidad de muestras (hasta 9 por píxel).

High: Establece un máximo de 16 muestras por píxel.

Cada nivel sucesivo es más lento. El algoritmo de anti-aliasing hace el proceso más eficiente permitiendo que AutoCAD decida para cada píxel cuántas muestras es necesario calcular.

Photo Raytrace ofrece un refinamiento posterior de la velocidad y la calidad denominado muestreo adaptativo. (Para ver esas opciones, se selecciona More Options en la ventana del Render o en el cuadro de diálogo Rendering Preferences después de seleccionar Photo Real o Photo Raytrace como tipo de render a realizar.)

Con Photo Raytrace, se puede especificar un valor de muestreo adaptativo entre 0.0 y 1.0 para el umbral de contraste. Con un valor pequeño, pequeñas diferencias entre los valores de muestra iniciales obliga a que se tomen más muestras. Con valores mayores, las diferencia entre los valores de las muestras debe ser mayor para que sea necesario tomar más muestras. Esta opción incrementa la velocidad de generación de la imagen a costa de la calidad de la misma.

Configurar la profundidad de color

Cuando se crea una imagen para guardarla en un fichero, se puede configurar la profundidad de color. Se denomina profundidad de color o "bitplane" a la cantidad de bits de información disponibles para definir la sombra o color de un píxel. Una profundidad igual a 1, indica que un píxel puede ser solamente blanco o negro, y solamente se necesita un bit para definir su estado.

Con una profundidad de 8, un píxel puede tener un valor entre 0 y 255, y son necesarios 8 bits de información para definir su estado de color. Una profundidad de 24 requiere 24 bits de información por píxel pero puede mostrar casi 16.8 millones de colores diferentes. Para obtener resultados razonables se requieren al menos 8 bits de profundidad, y los mejores resultados se obtienen con una profundidad de color de 24 ó 32 bits.

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Configurar la aplicación Render para diferentes pantallas

Cuando se utiliza por primera vez en un dibujo un comando relacionado directamente con hacer render, como LIGHT, RENDER, o SCENE, AutoCAD configura automaticamente el Render.

En la ventana de Render o en cuadro de diálogo Rendering Preferences, se puede indicar que se haga el render para colocar la imagen en un cuadro de vista (viewport), en una ventana independiente de Render, o guardarla en un fichero.

La ventana de Render ofrece las ventajas de:

Copiar directamente las imágenes en el portapapeles de Windows para utilizarlas en otras aplicaciones, Imprimir fácilmente hacia una impresora del sistema o Guardar la imagen que se crea en un fichero utilizando uno de los varios formatos que ofrece.

La resolución de pantalla es una función del número de píxeles mostrados. La resolución es inversamente proporcional al tamaño del píxel mostrado, o sea, mientras mayor sea la resolución de la pantalla, menor será en tamaño de los píxeles mostrados (para un tamaño de la pantalla constante). Al igual que la cantidad de colores, la resolución depende del driver de video instalado.

Debe considerarse que la mayor resolución posible actualmente para un render fotorrealista es 4096 × 4096 a la máxima profundidad de color para el formato de fichero seleccionado (por ejemplo, 24 bits para PostScript).

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Controlar la resolución y la precisión de pantalla

La precisión con que se muestran los círculos, arcos y elipses se puede controlar mediante el comando VIEWRES y la variable FACETRES.

Comando VIEWRES

El valor que se indica con VIEWRES controla la precisión con que se muestran en pantalla los círculos, arcos y elipses. AutoCAD dibuja esos objetos en la pantalla utilizando pequeños segmentos de línea recta. Mientras mayor es el valor indicado en VIEWRES, más suave se ve el arco o el círculo, pero toma más tiempo el proceso de regenarción del dibujo. Si en el dibujo los círculos se ven como polígonos, también se verán así cuando se le haga render al dibujo. Para elevar el rendimientos mientras se dibuja, se recomienda indicar un valor pequeño con VIEWRES. Sin embargo, para asegurar que se obtenga una imagen de buena calidad cuando se haga render, se debe indicar con este comando un valor mayor antes de hacer render en dibujos que contengan arcos, círculos o elipses.

Para incrementar el valor de la resolición, se ejecuta el comando VIEWRES y se introduce un número grande (hasta 20,000) para la opción Circle Zoom Percent. (Las indicaciones acerca de los zooms rápidos se pueden obviar si solamente se desea hacer que los círculos y arcos en el dibujo se vean mejor cuando se haga render).

Variable FACETRES

La variable FACETRES controla la suavidad de los sólidos curvos cuando se les hace render o se sombrean. Este valor está relacionado con el indicado en VIEWRES: cuando FACETRES es igual a 1, existe una correspondencia uno-a-uno entre la resolución en pantalla de círculos, arcos y elipses y la triangulación de objetos sólidos curvos. Por ejemplo, cuando FACETRES es igual a 2, la triangulación de objetos sólidos curvos sera el doble de la correspondería al valor actual indicado con VIEWRES. El valor predeterminado de FACETRES es 0.5. El rango de valores posibles va desde 0.01 hasta 10.

Cuando se incrementa o disminuye el valor indicado con VIEWRES, los objetos controlados por VIEWRES y por FACETRES son afectados. Cuando se cambia sólo el valor de FACETRES, solamente los objetos sólidos curvos son afectados.

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Construir Mallas para sombreado suave

Los dibujos de AutoCAD tienen dos tipos de caras: las caras regulares y mallas M-x-N compuesta de muchas caras.

Los componentes de las mallas incluyen normales, vértices, caras, y bordes. Estos componentes son definidos como sigue:

Una normal es un vector perpendicular a la cara y que tiene una dirección de adentro hacia fuera. Un vértice es un punto que constituye una esquina de una cara. Una cara es una porción triangular o cuadrilateral de la superficie de un objeto. Un borde es el límite de una cara.

En un dibujo de AutoCAD, todas las caras tienen cuatro vértices, excepto las caras de mallas polifacetas, que son tratadas cómo triángulos adjuntos. Desde el punto de vista del render, cada cara cuadrilateral es un par de caras triangulares que comparten un borde.

Sis se está utilizando la opción Smooth Shading para realizar las operaciones de render básico en la aplicación Render o en el cuadro de diálogo Rendering Preferences, se debe indicar la densidad de la malla de manera que el ángulo entre las normales de cualesquiera dos caras adyacentes de la malla sea menor que el ángulo de suavización. Si el ángulo es mayor que el ángulo de suavización, entre esas caras aparece un borde cuando se le aplique el render a ese modelo, incluso con la opción Smooth Shading encendida. El ángulo de suavización se puede controlar con la opción Smoothing Angle del cuadro de diálogo Render (RENDER) y con el cuadro de diálogo Rendering Preferences (RPREF).

Cuando la opción Smooth Shading está apagada, el Render asigna un color o material a cada cara basado en la luz que llega a la base de la normal (o sea, la luz que incide en el centroide de la cara). Como ese sombreado es uniforme para toda la cara, frecuentemente los bordes entre caras son visibles.

Cuando Smooth Shading está apagada, AutoCAD puede calcular el sombreado para cada vértice y después promediar el sombreado en la cara (Gouraud shading - Sombreado Gouraud) o calcular el sombreado para cada pixel (Phong shading - Sombreado Phong). El sombreado Phong genera realces más realistas, ese es el único método utilizado por los renders fotorrealistas.

Además de si está oculta o no y la suavización, la apariencia de una cara depende de la luz que la alcanza y del material que tiene asociado.

Si se utiliza "Mechanical Desktop", entonces se debe convertir explícitamente las superficies AutoSurf® en mallas antes de aplicar render. Si la malla no es suficientemente densa para realizar un render bueno, se debe incrementar el tamaño del dibujo por un factor de 10 a 50, y después utilizar la opción Surface Display del menú AutoSurf para generar nuevas mallas. Mientras más fina sea la malla, más suave quedará en render.

Además, se debe recordar que cuando se necesite ajustar la suavidad de las superficies, se puede utilizar la variable FACETRES para controlar la densidad de las facetas (caras).

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Seguir técnicas de dibujo apropiadas

Se debe ser consistente con los métodos de dibujo. Por ejemplo, se debe evitar crear una edificación con paredes que sean una mezcla de caras, líneas extruidas y mallas de alambre.

Mientras más caras tiene un modelo, más tiempo se demora AutoCAD en hacerle render. Se debe tratar de mantener sencilla la geometría del dibujo de manera que el tiempo necesario para hacer render sea mínimo. Se deben utilizar la menor cantidad posible de caras para describir un plano. Mientras más sencilla sea la superficie, menos tiempo de máquina se requerirá para calcular el color de cada punto en la cara. Cuando se desea mostrar un detalle complicado, modelarlo con un mapa de bits frecuentemente acelera el proceso de render más que modelarlo a partir de su geometría.

La complejidad de un objeto de AutoCAD es una función de la cantidad de vértices y caras del mismo. Ciertos tipos de geometría, descritos en esta sección, crean problemas de render característicos. Los renders fotorrealistas (Photo Real y Photo Raytrace) ofrecen controles para manipular tales geometrías.

En un modelo dos caras se intersectan cuando pasan uno a través de la otra. Mientras que en el mundo real esta característica no existe, a veces es más fácil utilizarlas en un modelo de AutoCAD que hacer que las caras modelen objetos separados. Sin embargo, ellas pudieran convertirse incorrectamente, a menos que el render las busque explícitamente. En los render fotorrealista siempre se buscan estas intersecciones, sin embargo, también pueden aparecer distorsiones en estos lugares, particularmente cuando el render que se está realizando es de baja resolución.

Las caras que se superponen y yacen en el mismo plano pueden producir resultados ambiguos, especialmente si los materiales asociados a las caras son diferentes.

Las caras que se autosolapan debido a torceduras o dobleces de 180 grados, también pueden producir resultados ambiguos, debido a que en tal caso la normal de la cara no está bien definida. Este problema se puede evitar si no se permite que las líneas de frontera se intersequen.

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Preparar los Modelos para producir imágenes mediante render

Existen varios factores que se deben tener en mente cuando se está creando un modelo del que se desea obtener imágenes mediante render.

Dibujar superficies con las caras hacia afuera y quitar las superficies ocultas

Un paso importante en el proceso de hacer render es quitar las superficies ocultas, porque hacer render a superficies que resultarán ocultas y al reverso de las caras consume mucho tiempo. AutoCAD utiliza la normal a cada superficie para determinar cual es la cara frontal y cual la posterior. La normal es un vector que es perpendicular a cada cara de un polígono en un modelo y usualmente está dirigido hacia el espacio exterior del objeto a que pertenece la superficie. AutoCAD también ofrece una opción denominada Auto Axis que se puede utilizar para mapear los materiales en superficies orientadas según los planos XY-, YZ-, y XZ, o solamente en las superficies orientadas en el plano XY.

Debe tenerse en cuenta que Auto Axis no utiliza las normales de los polígonos cuando calcula la orientación de los materiales. En su lugar, se considera que las caras positivas de los polígonos es la que está orientada en la dirección positiva de los ejes X, Y, y Z, y la que está orientada hacia las direcciones negativas es la cara posterior de la superficie.

Superficies dibujadas en dirección contraria a las manecillas del reloj y las normales resultantes

Las normales se determinan por la manera en que una superficie se dibuja en un sistema de coordenadas orientado según la regla de la mano derecha como es el que utiliza AutoCAD: si se dibuja la superficie contrario a las manecillas del reloj, las normales se dirigen hacia fuera; si se dibujan a favor de las manecillas del reloj, entonces las normales apuntan hacia dentro. Las superficies se deben dibujar teniendo en cuenta esta regla, hacerlo desordenadamente puede producir resultados no esperados. AutoCAD calcula todas las normales del dibujo durante el proceso de hacer render. La aplicación Render busca todas las normales que no apuntan hacia en punto de mira de la vista y quita los polígonos asociados de la escena. Esta etapa se denomina remoción de los reversos de superficies.

Después que se han quitado las caras inversas, la aplicación Render utiliza un búfer Z para comparar las distancias relativas a lo largo del eje Z. Si el búfer Z indica que una cara se sobrepone a otra, entonces la que estaría oculta se quita por la aplicación Render.

Para descartar caras con normales que no apuntan hacia el punto de mira:

1 Del menú View, se hace clic en Render > Preferences.

2 Debajo de Rendering Options, se selecciona More Options.

3 En el cuadro de diálogo Photo Real Render Options debajo de Face Controls, se marca la opción Back Faces.

4 Ahora se hace clic en OK para cerrar los cuadros de diálogo.

Línea de comando RPREF

Las caras posteriores se quitan porque no serían vistas desde el punto de mira. AutoCAD compara las distancias relativas entre cada superfice y el punto de mira, decide cuales oscurecen las otras, y descarta las caras que quedarían ocultas.

El tiempo ahorrado es proporcional a la cantidad de caras descartadas del total de caras en el dibujo.

A veces pudiera desearse que la etapa de quitar caras ocultas se obviara (por ejemplo, si un objeto es transparente, o si se pudiera ver las dos caras del mismo debido a su forma y orientación, o cuando es el caso de un objeto abierto que se le va a hacer render con un ángulo desde donde se pudiera ver su interio). El factor de transparencia también afecta la respuesta a la pregunta de si una cara oculta otra.

También se puede elegir hacer render a las caras ocultas en lugar de las frontales. Esto se hace quitando la marca de la opción Back Face Normal Is Negative, que se encuentra en el recuadro Face Controls del cuadro de diálogo Render Options. Esta variante pudiera ser conveniente cuando se ha creado un dibujo sin tener en cuenta la convención implícita en los dibujos de AutoCAD referente a la normal de una superficie.

Si se está haciendo render a un dibujo que no fue creado con la intención de hacerle render, es posible que se tenga que dejar apagada la opción Discard Back Faces o incluso apagar la opción Back Face Normal Is Negative.

Debe tenerse en consideración que los objetos sólidos creados con la Extensión de Modelado Avanzado (AME®) tienen las mallas y normales correctamente orientados lo que pudiera ser de ayuda para crear modelos a los que se desea hacerles render.

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Crear Imágenes haciendo render

Mendiante el render se puede lograr una imagen más clara de un diseño que lo que se logra mediante una imagen sin líneas ocultas o sombreada. El proceso tradicional de hacer render a dibujos arquitectónicos, mecánicos o ingenieriles involucra acuarelas, creyones de colores y tintas, y técnicas de brocha atomizador para producir una imagen con calidad de presentación final.

Hacer render frecuentemente requiere la mayor parte del tiempo de máquina en un proyecto 3D. Generalmente, este proceso involucra cuatro etapas:

Preparar los modelos 3D para hacer render: incluye seguir técnicas de dibujo características. Quitar las superficies ocultas, construir mallas para obtener sombreados con cambios suaves, y configurar la resolución final deseada. Preparar la iluminación: incluye crear y colocar las luces apropiadas y crear las sombras. Adicionar los colores: incluye definir las cualidades de reflexión y opacidad de los materiales y asociar esos materiales a las superficies visibles. Hacer render: Usualmente incluye hacer render a los objetos por etapas para chequear su preparación, iluminación y colores.

Esas etapas son conceptuales, y usualmente no se implementan como pasos de un procedimiento durante el proceso de hacer render, ni las mismas deben ocurrir en el orden expuesto.

Imagen creada mediante render

AutoCAD utiliza la geometría, la iluminación, y los materiales para crear una imagen realista de un modelo.

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