Render en arquitectura

Un render es una imagen en dos o tres dimensiones generada a través de un ordenador y habitualmente son utilizados en el sector del arte, la cinematografía, la arquitectura, la ingeniería o la industria. El render fotorrealista hecho que estos sectores puedan obtener una imagen muy real en entornos físicos no reales. Los ámbitos del diseño, la arquitectura, el arte, la cinematografía, el diseño industrial o la visualización científica precisan de renders para visualizar productos, edificios, escenas o datos en imágenes tridimensionales HD. El desarrollo de estas escenas en 3D hasta la imagen final se realiza mediante algoritmos de rendering.

Existen programas informáticos específicos para el render en 3D. El cálculo de imágenes 3D por estos softwares ha evolucionado mucho desde sus inicios, mejorando tanto la calidad de las infografías como recortando el tiempo para crearlas. Actualmente existen gran variedad de programas informáticos que pueden generar renders. Se puede crear una visualización en arquitectura con una calidad cercana al realismo fotográfico. Dependiendo del programa utilizado y de la calidad de la imagen y su tamaño se pueden realizar renders en unos segundos o demorarse días para generar la imagen. Actualmente también es posible la generación de renders en tiempo real.

Render y arquitectura 3D están muy relacionados, ya que el primer paso para obtener un render es el modelado de los objetos 3D que aparecen en dicha escena. Las superficies de cada objeto se representan como polígonos, generalmente triangulares que pueden tener una mayor o menor precisión en la representación del objeto real, lo que influye tanto en la calidad de la imagen como en el tiempo de procesado por el ordenador. Los vértices de cada una de estas caras se sitúan dentro de la escena por sus coordenadas espaciales. Estos polígonos no representan superficies suaves, por lo tanto, un mayor número de polígonos para describir un objeto hará que este tipo de inexactitudes sea casi imperceptible al ojo dando lugar un aspecto natural, pero a su vez creará archivos más pesados y lentos de trabajar. También es posible representar superficies mediante curvas, de forma que el modelado 3D se aproxime más al objeto real y el archivo sea menos pesado. De esta forma se pueden generar objetos muy complejos a partir de varias superficies generadas a partir de curvas simples.

Posteriormente a cada superficie u objeto se le aplican los colores o materiales con los que se desea que estos aparezcan en la imagen final. Los materiales aplicados poseen cualidades que los hacen aproximarse al comportamiento real de éstos como por ejemplo el brillo, la reflectividad o la transparencia, haciendo que estos materiales virtuales puedan recrear las características de un material real. La aplicación de los materiales permite al diseñador obtener detalles más realistas. La solución más común es la aplicación de texturas a cada objeto 3D o superficie. En este proceso de sombreado de cada primitiva no sólo se ve afectado por su posición y orientación con respecto a una fuente de luz sino también en relación a las características del material que se está creando como por ejemplo los brillos, la reflectividad o la transparencia del material. Otra técnica muy utilizada es la aplicación a una superficie plana un relieve, lo que da como resultado una imagen realista, como por ejemplo añadir arrugas a una tela que en principio era lisa. Esta técnica sin embargo no afecta a la silueta del objeto 3D, lo que puede generar zonas poco realistas en los contornos del mismo. La técnica del desplazamiento permite resolver este problema cambiando físicamente la superficie a partir de una imagen por ejemplo creando entrantes y salientes en una textura de ladrillos.

Cuando se han modelado todos los objetos en tres dimensiones que componen la escena y se han aplicado los materiales a estos objetos, se insertan las luminarias que iluminarán la escena, ya sea la luz solar o luminarias artificiales. Después se colocan las cámaras que tienen como misión obtener el encuadre final del render. Esta imagen se puede colocar sobre un fondo generado por el programa informático. Estos fondos pueden variar entre un fondo blanco, un degradado de colores o una imagen fotográfica real, como por ejemplo el paisaje de una playa. Estas imágenes se pueden escalar de forma que guarden una proporción en relación al modelo 3D creado anteriormente.

A partir de este momento se puede empezar el cálculo del render. Con estos datos, el software informático divide los objetos complejos en primitivas más sencillas generalmente triangulares, determinando donde aparece cada primitiva en relación a la situación de la cámara y del resto de objetos que aparecen en la escena incorporando información acerca de su posición en la visión y su localización. Una vez situada cada primitiva se procede al sombreado. Esta información se calcula a partir de la situación de cada primitiva en la escena y su orientación, su posición con respecto a las luces introducidas y con respecto a los otros objetos, las cualidades del material y de otros posibles efectos que son posibles introducir en el software como por ejemplo niebla. Los softwares informáticos suelen emplear distintos tipos y procedimientos para efectuar el sombreado, la iluminación, los colores... Dependiendo del procedimiento utilizado pueden variar las características de la imagen final haciendo que esta sea más o menos realista. Dependiendo del tipo de sombreado se pueden obtener diferentes características como por ejemplo brillos más acentuados o iluminación más contrastada.

Al igual que existen diferentes técnicas para calcular los sombreados de los materiales también las hay para calcular la iluminación de la escena. Un ejemplo de esto último es cómo se calculan los rayos que iluminan una escena a partir de una fuente de luz como un sol virtual. Para proporcionar una iluminación más realista es necesario calcular como los rayos inciden directamente sobre los objetos, pero también como la luz se dispersa al chocar con estos objetos y vuelve a incidir en otros en sucesivas reflexiones. Lógicamente cuantas más reflexiones de estos rayos sobre la escena se calculen, mayor realismo se obtendrá, aunque sin embargo el proceso se hará más lento. El fenómeno de la iluminación global hace posible calcular la iluminación de la escena como un conjunto en lugar de como objetos 3D independientes.