Corso On- Line sulle Tecnologie di Rendering
a Cura di Arch. Stefano Giuliani

Prima Seconda Terza Quarta Quinta Sesta Parte



Gestione delle fonti luminose e resa illuminotecnica dei modelli architettonici con Autocad.

Concetti base di illuminotecnica
Nei precedenti articoli abbiamo visto come effettuare una mappatura del nostro modello tridimensionale assegnando dei materiali semplici oppure composti da texture di origine bitmap.
Ora per ottenere delle immagini fotorealistiche di alto livello occorre definire delle scene composte da appropriate fonti luminose.
Prima di tutto facciamo "luce" sulle caratteristiche e sulle proprietà delle diverse fonti luminose, per poi vedere quelle che abbiamo a disposizione nel modulo di rendering di Autocad 2000 della Autodesk. (vi ricordo che al momento è previsto un aggiornamento del programma alla versione 2002 riportante notevoli migliorie soprattutto nella gestione dei file sulla condivisione dei progetti su web ).
Le Fonti luminose prese in considerazione per l'illuminazione degli progetti architettonici in ambiente virtuale si distinguono nei seguenti tipi:
" Luce solare o distante
" Luce puntiforme
" Luce Spot o Spotlight
" Luce filiforme o neon ( non presente in Autocad )
" Rifrazione Ambientale o luce circostante

La luce distante è la luce diretta proveniente dal Sole e deve essere definita come una fonte luminosa calda in quanto la temperatura si aggira sempre al di sotto dei 6500 gradi Kelvin. L'intensità e la temperatura colore sono delle variabili in base alla latitudine e longitudine e alle condizioni meteorologiche della zona e infine in base al giorno dell'anno e l'orario della giornata. Dal momento che la distanza dalla terra al sole è di grandezza elevata i raggi vengono considerati paralleli e quindi le ombre portate porteranno sempre dei contorni abbastanza definiti. La definizione di tali contorni di ombra (e questo vale anche per le altre sorgenti luminose ) è inversamente proporzionale alla distanza dell'oggetto dal piano su cui l'ombra viene proiettata e invece è proporzionale alla distanza dell'oggetto dalla fonte luminosa. Per questo l'ombra del nostro corpo sulla terra appare con i contorni nitidi mentre l'ombra di un aereo appare con i contorni sfumati. Fate una prova posizionando una matita tra la vostra scrivania e una lampada da tavolo con luce a incandescenza , vedrete che l'ombra della matita sarà più definita quanto la matita sarà più vicina al tavolo, e meno definita quanto la matita sarà più vicina alla lampada.
Potete iniziare a vedere i parametri di configurazione su Autocad facendo clic su Visualizza > Render > Luci

La luce puntiforme è quella generata da sorgenti luminosi come le normali lampadine a incandescenza. Le luci puntiformi sono in genere considerate come una fonte luminosa calda e la temperatura del colore varia a secondo della tecnologia usata ( alogena, iodio, tungsteno). le luci alogene e allo iodio generano una temperatura colore superiore a quelle al tungsteno ma questi fattori possono essere variati da eventuali filtri posti sulla superficie protettiva o anche di fronte alla sorgente luminosa. Possiamo avere così una gamma cromatica di luce corrispondente alla tonalità desiderata. Questo vale anche per le luci spot che a differenza di quelle puntiformi convergono il fascio di luce in una direzione. Le luci spot generano un cono di luce e illuminano la superficie a secondo della maschera applicata o in base alla forma degli specchi di riflessione. Consideriamo per adesso solo le luci spot generanti una proiezione circolare della luce. Esse sono indicate per illuminare particolari zone oppure per creare effetti illuminotecnici suggestivi. In genere sono quelle preferite per ottenere una resa più controllata della luce. Esistono diversi tipi di luce spot, dai normali faretti alogeni usati nelle abitazioni, ai riflettori per gli impianti luci teatrali, in ogni caso le caratteristiche oltre alla luminosità delle lampade sono determinate dalla figura di proiezione generata dalla lampada. Quando una superficie è illuminata da uno spot presenta un cerchio di luce composto da una parte interna di massimo grado di luminosità costante o area di eccessiva brillantezza (hotspot) e da una esterna caratterizzata da una caduta di luce fino alla completa attenuazione (falloff).

Le luci filiformi o neon possono essere anche formate su un percorso tridimensionale e riescono a tracciare linee di estrusione spaziale composte da una sorgente luminosa. Vengono per questo utilizzate per insegne pubblicitarie e rappresentazione di disegni schematici luminosi, possono essere di diverso colore ( in base alla colorazione del vetro esterno ) e di diversa temperatura in base alla tipologia di gas adottato. Le proprietà di illuminazione si possono ricondurre a quelle della sorgente puntiforme con possibilità di avere una emissione di luce proveniente non da un punto ma bensì da un percorso.
Una nota importante è che la proiezione delle ombre portate comporta una notevole sfumatura presso i bordi con contorni quasi inesistenti e a secondo della distanza dal piano di proiezione e della massa dell'oggetto da illuminare potrebbero anche non proiettare nessuna ombra. Se avete un ambiente illuminato da una luce a neon provate a vedere come rapidamente sfuma l'ombra della vostra matita sulla vostra scrivania allontanandola dalla scrivania stessa. Purtroppo al momento non è possibile definire nel modulo di rendering di Autocad i parametri per configurare questa luce e si rimanda all'utilizzo di pacchetti dedicati al rendering come 3d-studio max.
La luce circostante è forse la più importante per ottenere un bilancio di contrasto ottimale della scena. Immaginate che in mancanza di una luce di sottofondo generata dall'atmosfera terrestre tutte le parti degli elementi aventi ombra propria sarebbero completamente scure e quindi non identificabili.
Nei set fotografici o cinematografici vengono usati dei pannelli riflettenti per diminuire il contrasto tra le zone illuminate e quelle in ombra. Questa tecnica viene utilizzata soprattutto nei primi piani per aumentare la visione dei particolari su tutto il volto dell'attore.
In certi casi il bilanciamento di questo contrasto è fondamentale per la resa fotografica dell'immagine in quanto un oggetto o una persona o anche un modello architettonico riescono a restituire particolari che altrimenti verrebbero persi.
Nelle rappresentazioni diurne con la sola fonte di illuminazione del sole, la luce circostante è sempre di tonalità più fredda rispetto alla prima in quanto viene generata dal fenomeno di rifrazione sull'atmosfera terrestre, invece nelle rappresentazioni notturne è pressoché assente oppure è lievemente determinata, in prossimità degli oggetti dalla riflessione della luce stessa sugli oggetti illuminati. Naturalmente il valore di intensità in questo caso dipende dalle proprietà di superficie dell'oggetto illuminato e dall'intensità della luce emessa dalla fonte primaria.
Un buon fotografo riesce a posizionare le luci sulla scena in modo da non avere un immagine piatta e a secondo dei casi in modo da diminuire il contrasto.
Nel prossimo articolo vedremo come posizionare con Autocad le luci sul nostro progetto 3D e anche come allestire un set virtuale per fotografare i modelli architettonici o di design.

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