Lección 20: Iluminación artificial

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Introducción

Para simular una escena nocturna o interior, no bastará con la luz del sol y tendremos que crear luces artificiales. A

estos efectos, dispondremos de cuatro tipos de luces: puntuales, focos, distantes y de red (estas últimas admiten

información suministrada por los fabricantes de luces y por lo tanto nos permite recrear las escenas con más precisión).

Como ya dijéramos en la lección anterior, siempre usaremos luces fotométricas, ya que utilizan unidades reales de

iluminación (lumen, candela) y de potencia (Watt), y nos permiten presentaciones más reales. Estas luces requieren de

mayor exactitud en el modelado de la escena y, sobre todo, coherencia entre el espacio físico y la iluminación

incorporada. Por ejemplo: si modelamos un estadio de futbol y en el centro colocamos una bombilla de 100 W, será

razonable que la escena este totalmente oscura.

Color y temperatura de la luz

Que las luces son de colores no es novedad, pero que dicho color depende de la temperatura, quizás sea menos

conocido. La temperatura de color de la luz se expresa en grados kelvin y por ejemplo: la luz blanca de un día soleado

equivale a 5500K, la luz amarillenta de una lámpara incandescente ronda los 2800K y el resplandor azulado de un

relámpago puede alcanzar una temperatura de 30.000K.

El color de la luz afectará el color de todos los objetos de la escena y esto tampoco es novedad; pero debido a un

fenómeno perceptivo, conocido como constancia del color, nuestro ojo tiende a percibir las escenas como si siempre

estuviesen iluminadas con luz blanca. Esto puede llevar a que reproducciones físicamente precisas de una luz,

produzcan imágenes que parezcan teñidas. Estará en nosotros crear las luces en su color real o hacerlas de color blanco,

para que la escena parezca mejor iluminada.

Al crear una luz podremos elegir entre colores normalizados o definir la temperatura del mismo; como casi todo en

AutoCAD, lo controlamos desde la paleta de Propiedades.

Propiedades fotométricas

Al crear una luz debemos definir algunas propiedades elementales, como por ejemplo: su intensidad. Para definirla

necesitamos conocer algo de fotometría y las unidades de medida.

La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos X o los gamma es una forma de energía. No toda energía que consume

una lámpara (Watt) se convierte en luz, ni toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce sensación luminosa.

Todo esto se ha de evaluar de alguna manera y para ello la fotometría cuenta con unidades propias: el flujo luminoso, la

intensidad luminosa, la iluminancia, la luminancia, el rendimiento o eficiencia luminosa y la cantidad de luz.

Flujo luminoso

Es la cantidad total de luz emitida por una fuente durante un segundo y que produce sensación luminosa en el ojo

humano (no toda la radiación luminosa es sensible al ojo humano).

Unidad: Lumen (Lm)

Ejemplos de Flujo luminoso:

Lámpara de incandescencia de 60 W. 730 Lm

Lámpara fluorescente de 65 W. "blanca" 5.100 Lm

Lámpara halógena de 1000 W. 22.000 Lm

Lámpara de vapor de mercurio 125 W. 5.600 Lm

Lámpara de sodio de 1000 W. 120.000 Lm

Iluminancia (nivel de iluminación)

Es el flujo luminoso incidente por unidad de superficie.

Unidad: Lux (iluminación de una superficie de 1 m2 cuando sobre ella incide, uniformemente repartido, un flujo

luminoso de 1 Lumen).

Ejemplos de Iluminancia:

Mediodía en verano 100.000 Lux.

Mediodía en invierno 20.000 Lux.

Oficina bien iluminada 400 a 800 Lux.

Calle bien iluminada 20 Lux.

Luna llena con cielo claro 0,25 a 0,50 Lux.

Intensidad luminosa

Es la intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada. Una misma bobilla de luz produce distinta

intensidad luminosa, si está suspendida de un cable e irradia luz en todas direcciones, que si está en una luminaria y

concentra su luz en una dirección. Parece claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo en cada dirección

del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa.

Unidad: Candela (Cd).

Ejemplos de Intensidad luminosa:

Lámpara para faro de bicicleta sin reflector 1 cd.

Lámpara PAR-64 muy concentrada 200.000 cd.

Faro marítimo (Centro del haz ) 2.000.000 cd.

Luminancia

Es la relación entre intensidad luminosa por unidad de superficie perpendicular a la dirección de la luz. La luminancia L

suele expresarse indistintamente en candelas/cm2 o en candelas/m2.

Añadir luces artificiales

Las luces artificiales se añaden desde el panel Luces/Lights, en la pestaña Render. Las luces de Punto/Point irradian

uniforme hacia todas direcciones. El Foco/Spot crea luces cónicas. La luz Distante permite recrear una iluminación de

rayos paralelos, como la producida por fuentes distantes, como el sol o la luna. La Luz de red/Weblight permite cargar

información suministrada por los fabricantes de luminarias (archivos IES), para reproducir su distribución con exactitud.

Nota: Si bien AutoCAD recomienda no usar luces distantes en iluminación fotométrica, estas se pueden

usar controlando su intensidad. En iluminación exterior artificial, tanto diurna como nocturna, muchas

veces es más fácil ajustar estas luces, que la luz del sol y del cielo.

Luces puntuales

La luz puntual se crea con hace un solo clic. A continuación se ofrecen algunas opciones, que también se pueden

modificar desde la paleta Propiedades.

Es conveniente insertarlas en una vista superior y después ajustar su altura en la paleta de Propiedades, junto con los

demás parámetros. Por ser luces fotométricas, las propiedades de las persiana Atenuación están ajustados para simular

el comportamiento en el mundo real (estos parámetros se pueden consultar, pero no modificar).

Ver Vídeo 1 >>> (Duración 8:35 min.)

Focos/Spot

Los focos son luces que proyectan un cono de luz. Sus propiedades son similares a las de la luz puntual, con excepción

de los ángulos del haz de luz (hotspot angle) y de difuminado (fallof angle).

Ver Vídeo 2 >>> (Duración 4:08 min.)

Luces distantes

Las luces distantes proyectan rayos paralelos, al

igual que lo hacen las fuentes de iluminación que se

encuentran lejos de la tierra y son de considerable

tamaño, por ejemplo: el sol y la luna. Al igual que el

foco, la luz distante se crea marcando dos puntos;

pero estos definen sólo la dirección de la misma y

no su ubicación. Dado que la luz distante no tendrá

una ubicación en el espacio, tampoco tendrá un

Glifo que la represente y la forma de seleccionarla

para modificarla, será en la paleta de luces.

Al crearla, AutoCAD advertirá que este tipo de luz puede provocar sobreexposición, cuando la unidad de luz es

fotométrica. Esto no será un problema, ya que podemos disminuir su intensidad. Si deseamos simular una escena diurna

con luces artificiales o una escena nocturna exterior, con la luz de la luna, es más fácil añadir una luz distante que

compatibilizar las luces artificiales y la luz del sol y del cielo.

Ver Vídeo 3 >>> (Duración 4:06 min.)

Luces de la paleta de herramientas

En la paleta de herramientas se incluyen luces predefinidas, con

características similares a las del mundo real. Dicha paleta la

abrimos pulsando las teclas Control+3 y después hacemos clic

derecho en la barra de título y designamos el grupo de paletas

llamado Luces fotométricas/Photometric Light.

Dispondremos de luces fluorescentes, incandescentes, descarga de

alta intensidad y sodio de baja presión.

Una particularidad de las fluorescentes es que la fuente de emisión puede ser de diferentes formas: lineal, rectangular,

disco, cilíndrica y esférica.

También pueden ser visibles en el render, como si incluyesen la luminaria.

Ver Vídeo 4 >>>

(Duración 4:06 min.)

Luces de red

La luz en el mundo real, por

múltiples razones, no se

distribuye de forma uniforme. Los

fabricantes conocen la

distribución de sus luminarias y

suministran dicha información, en

archivos de diferentes formatos.

AutoCAD utiliza la información

correspondiente a archivos ".IES".

Para representar una luz con la

distribución suministrada por un

fabricante, debemos crear una luz

de red y asignarle dicho archivo. A

los efectos de crear una luz con

distribución real, utilizaremos

información suministrada por la

empresa italiana Simes:

http://www.simes.it/spa/

Después creamos la luz de Red/Weblight y le asignamos el archivo IES.

Ver Vídeo 5 >>> (Duración 8:08 min.)

Bloques de luces y luminarias

La empresa Siemens, entre otras, nos permite descargar bloques en los que se incluye la luminaria y luces de red, con la

información fotométrica. Descargamos e instalamos el archivo: http://www.simes.it/spa/download/index.html

Después necesitamos configurar la ruta de búsqueda en AutoCAD, lo hacemos en el cuadro de Opciones, ficha Archivos,

sección Ruta de búsqueda de archivos Web.

Finalmente podremos añadir las

luminarias, usando la paleta

DesignCenter.

Ver Vídeo 6 >>>

(Duración 4:42 min.)

Práctica: simular una escena

nocturna

En la siguiente práctica recrearemos una escena nocturna en la que se visualiza un salón, en el que sucede una

actividad. Consideraremos 3 tipos de iluminación: la luz interior del salón, las luces de los espacios exteriores y la luz de

la noche (la luz de la luna).

Luz interior

De la luz interior del salón solo nos importa que se irradie hacia el exterior, para dar la sensación de que allí sucede algo.

La forma más sencilla de lograr una iluminación abundante es mediante luces puntuales, y para que esta se distribuya

con cierta uniformidad en todo el espacio, creamos varias luces. Si la primera la convertimos en bloque y después la

copiamos, tendremos la posibilidad de modificar su intensidad y de apagarlas, a todas juntas.

Luces exteriores

Las luces exteriores requieren de su luminaria y para que se vean más reales usamos los bloques de Siemes, desde la

paleta Design Center (Ctrl+2).

Luz proveniente de la luna

Si colocamos muchas luces en la escena, estas pueden iluminar todo y no será necesario añadir una general. Cuando las

luces son pocas, sí es necesario añadir esta luz, y lo hacemos mediante una luz distante con un factor de intensidad muy

bajo, de lo contrario la escena tendrá mucha luz y las luces artificiales perderán su protagonismo.

Darle vida a la escena

La luz es un componente muy importante; hace a la calidad de nuestras escenas, al igual que los componentes

decorativos, que le dan vida. Si bien el motor de render de AutoCAD (Mental Ray) funciona muy bien, al añadir muchos

elementos en la escena (objetos modelados, materiales, luces, RPC) puede presentar dificultadas, por ejemplo: ser lento

o dar errores del tipo "Error fatal". Para minimizar estos riesgos debemos ser mesurados en los elementos que

añadimos y siempre guardar el archivo, antes de iniciar el Render.

Nota: Algunas veces AutoCAD da Error fatal al hacer el Render, pero sin embargo el proceso continúa. Si se

acepta la notificación de error el render finalizará; por lo tanto, conviene esperar y comprobar si el render

continúa o no.

Ver Vídeo 7 >>> (Duración 9:50 min.)

Ver Vídeo 8 >>> (Duración 7:10 min.)